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人马长跑大赛告诉你:人类到底有多能跑?

撰文 | 崔娅铭
责编 | 陈晓雪
 
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1979年的英国威尔士,一位酒吧老板听到两位醉醺醺的客人在争吵:如果人和马比长跑,谁能赢。这位爱多管闲事的老板加入了争吵,最终替他们做了决定:这个问题只有在公众面前比个赛才能解决。
 
这就是第一届“威尔士人马‘马拉松’大赛”的开始。从1980年开始,这个看似不怎么正经的马拉松大赛成了威尔士的年度盛事。威尔士人马“马拉松”大赛赛程大约35千米,由参赛人和参赛骑手共同完成。
 
看到这个比赛项目,你有没有很想笑?人怎么可能跑得过马呢?结果也的确是这样,几乎每届比赛都是马获得冠军。只有在2004年和2007年,人居然跑赢了马!但是,如果我们仔细看一看比赛成绩,会发现人和马的成绩差的并不多。将近四十年平均下来,第一名的马只比第一名的人快18分钟,这其中还包括只有马享有的15分钟兽医时间。事实上,每年都有相当一部分的人能跑赢相当一部分的马。
 
大家应该都同意,人类的运动能力在整个哺乳动物界绝对算不上优秀。但是,为什么在长距离跑步上,人似乎并不比马差多少?
 
人类到底有多能跑?
 
事实上,能进行长跑的动物非常罕见。社会性的食肉动物,比如猎狗和鬣狗,能够本能地长跑,马也可以。上个世纪三十年代,人们做过一些很不人道的实验,其中一个为了了解动物们的最长跑步距离,强迫它们奔跑直到死亡。在没有人逼迫它们奔跑的情况下,鬣狗和猎狗能自然地奔跑大约10到15千米,马能跑大约20千米;而如果强迫这些动物奔跑到死,它们能够跑大约100千米。
 
再来看看人类的长跑表现。马拉松比赛全长42.195千米,参赛和训练人员数不胜数。此外,还有50千米、100千米,100英里(161千米)的超级马拉松;更有连跑6小时(97千米)、12小时(163千米)、24小时(303千米)、48小时(473千米)的超级马拉松比赛。世界上最长距离的跑步比赛,长达4989千米。
 
我们中的大多数人一听长跑都会觉得离自己很遥远,因为跑上两步就气喘吁吁是常有的事。长跑这事听起来可怕,但是几乎每一个跑步的人都会告诉你,“跑着跑着就好了”。打开知乎,在长跑体验的话题下,你会发现无数的中学800米(或1000米)考试跑不进四分钟的人,在坚持跑步一段时间后,能够轻松完成五千米,十千米,甚至半程马拉松。这样看来,长跑又似乎并没有什么玄妙,只要多跑(并尽量不受伤),每个人都能长跑。
 
为什么人类会有这样惊人的长跑能力?进化生物学家费奥多西·多布然斯基(Theodosius Dobzhansky)说过一句我深以为然的话:“Nothing in biology makes sense except in the light of evolution”。大致意思是,如果不以进化的眼光看问题,生物学中的一切都没有意义。如此来看,我们的身体并非被设计拥有长跑的能力,而是进化的结果。
 
人类生而能跑?
 
2004年,哈佛大学的人类学家在《自然》杂志上发表了一篇名为“生而能跑”(Born to run)的文章,认为人类惊人的长跑能力是自然选择的结果。人类可能在大约两百万年前进化出了长跑的能力,目的是追逐猎物。
 
事实上,人的身体,从头到脚都充斥着适应跑步的证据。我们有低而宽阔的肩膀,较短的手臂,较窄的胸腔和骨盆可以更加容易地抵消跑步时臀部的前后摆动;长长的双腿可以增大步幅,非常粗壮的跑步肌肉——臀大肌,长长的跟腱能够在跑步时储存能量,瘦高的体型、无被毛有利于散热,短小的脚趾有利于稳定身体,足弓有利于减轻跑步时的震动,颈部韧带可以在跑步时平衡头部等等特征,都是人类对跑步的适应性特征。
 
如果纵观人类的发展历程,我们会发现人类的进化并不是渐进式的。从大约七百万年前的撒海尔人开始,一直到生存时代最晚的南方古猿的大概四五百万年间,人类的形态并没有发生太大的变化。虽然可以看到早期祖先的树栖特征越来越少,越来越适应在地面上行走,但是变化幅度并不太大。然而,从能人或直立人开始,人类突然出现了一系列的变化,与各种适应跑步的形态特征一致。更重要的是,直立人的脑量在短时间内有了大幅的提高。从215万年前南方古猿普莱斯夫人(Mrs. Ples)比黑猩猩大不了多少的脑量(大约485ml),到160万年前的图尔卡纳男孩约800ml脑量,50多万年间发生的变化显然是巨大的。
 
不仅是脑量,人类的体型在这期间也有了惊人的发展:从320万年前,身高大约1米的露西,到160万年前成年身高估计为180厘米的图尔卡纳男孩。身高和脑量的急剧增加,以及身体各部位发生的一系列变化,都说明了在南方古猿到直立人的转变期间,发生了什么重要的事件。
 
众所周知,体型越大的人吃得越多,这是因为维持身体的生长发育和正常运转,需要大量的能量。人类的身体和大脑这样快速的增长,背后一定需要充足的食物供应。一个成年人每天大约需要两千卡路里的热量来维持生命的各种需要。一名正在怀孕或正在哺乳的女性直立人,需要的能量就更多了。200万年前,人类还没有走出非洲。这时的人类主要生活在稀树草原上。草原上草类高大茂密,有稀疏的林木散布其间。典型的稀树草原是这样的:
 
 
在这样一大片近乎荒凉的大草原中,应该去哪儿找这两千卡路里?枯草?小树?能提供这两千卡路里的似乎只有那两只羚羊。没错,肉类中含有大量的蛋白质和脂肪,营养非常丰富。我们现在能找到的最早的,可以肯定的人类祖先吃肉的证据来自大约260万年前,吃肉行为本身的出现很可能更早。所以,大约在200万年前,我们的直立人祖先很可能找到了什么方法来获得充足的肉类。
 
问题在于,怎样才能抓到它们?
 
慢跑可能是直立人的武器
 
到现在为止,牙买加运动员乌塞恩·博尔特(Usain Bolt)是100米世界纪录保持者,成绩为9.58秒,也就是大约10米/秒。而非洲草原上的四足动物的平均跑动速度为20米/秒,这是博尔特世界纪录成绩的两倍。这样看来,世界上跑得最快的人也绝无可能追上羚羊,还谈什么拿人家当午饭?
 
你也许想说,人类不是会制造工具吗?直立人可以做个长矛弓箭什么的,不就能吃上午饭了吗?很遗憾,弓和箭是大约十万年前才出现的,而最早的长矛也要到大约两万年前。而两百万年前,人类的武器大概只有木棍和粗加工的石块。这样的武器要在近距离才有攻击作用,所以想要靠它们杀死跑得飞快的野生动物也是几乎不可能的。另外,即使是食草动物,也有十分强壮的身体,保护自己的蹄(爪)、角等,人类与野兽近身搏斗是十分危险的。
 
这样,既然追也追不上,打也打不过,人类是怎样打猎的?不可思议的是,这个问题的答案很可能和长跑有关。
 
当人类移动的时候,有三种方式:走路、慢跑和冲刺跑。动物也是一样。以一匹马为例,当它走路的时候是这样的:
 
再来看看人类的跑步速度和其他动物的比较。
 
这张图表示的是各种动物跑步的速度范围。最上面的三张图表示的是三个重量级别的动物的跑步速度。这三种动物冲刺跑的最大速度都达到20米/秒以上,但慢跑的最大速度就差得远了。小马以及和人类体重相当的灰猎狗的最大慢跑速度大约是4米/秒,成年马能达到大约6米/秒。
 
再来看看人类,人类的冲刺跑速度最快也只有10米/秒,比其他动物差远了;但是,人类慢跑的速度,可以达到6米/秒以上,这比其他四足动物的慢跑速度上限还要快。
 
这一点非常重要。因为这样一来,人类的慢跑就比动物更快。动物们为了不被追上,就必须进行冲刺跑才能逃离。但是冲刺跑有一个大问题:动物进行冲刺跑的时候会产生大量的热量,如果这些多余的热量无法快速的散出,就会导致动物中暑。而四足动物的散热过程却很慢。他们的身体上没有汗腺,他们通常需要快速的喘气,通过蒸发舌头和呼吸道上的水分才能给身体降温。这就是为什么在中午的草原上,不会有激烈的追逐捕猎场景,食肉动物和食草动物都待在树荫下,使劲喘气降温。
 
人类的降温措施却很简单。因为人类身体表面没有毛发,所以我们需要做的只是出汗。动物无法边跑边降温,我们却可以!只要有充足的水分,就几乎不用担心身体过热。这样,人类只需要在大中午最热的时候选一头最大的羚羊,因为动物的体型越大,散热越慢,并盯住这头羚羊,并以超过羚羊最高慢跑速度的速度一直追;而野兽却需要冲刺跑才能逃走,但这冲刺跑不能持续很久,一段时间后它必须放慢速度,停下休息。这样一来,人类虽然一开始被甩在后面,但是只要能在它完全降温之前找到它,就能让野兽在身体温度较高的情况下需要再次快速逃开……这样,它能够快速跑动的距离就比上一次更短,而却需要同样长的时间停下来给自己降温。就这样循环一段时间,人类和野兽的距离越来越近,野兽降温的时间越来越短。最终,它会没有时间停下来给自己降温,最终身体过热造成休克。这样人类就可以毫不费力地杀死它。
 
这样的一场狩猎可以持续15-35千米。在这样的狩猎过程中,很明显,人类的长跑能力就给了我们巨大的优势。猎人只需要掌握必要的追踪野兽的技巧,他们甚至不需要跑得很快。在现存的仍在进行类似打猎的人群中,这样的狩猎过程中猎人的差不多一半路程是走着的。而且他们不需要任何复杂工具,只需要石块就可以完成整场狩猎。
 
这样的长跑狩猎在北美很常见。北美洲的几乎所有印第安人部落都使用这种方法打猎,同样的狩猎方法在南非,澳洲,甚至在夏天的西伯利亚,原住民们都在使用这种方法打猎。虽然我们至今没有直接的化石证据来证明长跑狩猎在人类进化过程中的存在,但是这样分布广泛的行为很可能有着共同的起源。
 
因此,长跑很可能在200万年前成为了直立人最重要的武器。直立人借助长跑获得了充足的肉类。虽然他们没有尖牙利齿、不强壮也不迅猛,但仍然获得了充足的能量用于大脑和身体的发育。同时,我们的身体结构在自然选择的作用下也逐渐更加适应长距离奔跑。
 
但是在弓和箭发明之后,大部分的狩猎人群就逐渐不再需要长跑这种方法打猎了。用弓箭当然是更加简单高效的方法。只要有准头,就能轻轻松松地在远距离放倒一头野兽,根本不需要费力奔跑了。从那时起,食物的获取越来越简单。到了今天,去趟超市就可以买回一周的食物,打个电话就有外卖送到门口。有了这样的便利,谁还愿意花去几个小时的时间去追一头鹿?
 
长跑可能是除了使用工具以外人类面对其他动物的最大优势,现代生活却正在逐渐将这一优势带走。也许跑步并不能给身体带来额外的好处,很可能是因为我们的身体曾经如此适应长距离奔跑,现在我们停止了运动,各种身体上的麻烦才开始出现。跑步,不应该被当做是多吃了一包薯片、一块蛋糕的惩罚,而应当被看做是生命中不可或缺的一部分。希望这篇文章能够帮助你建立动起来的信心,因为跑步并不是某些人的天赋,而是每个人都有的天赋。
 
作者简介:
崔娅铭,1986年出生,四川成都人,古人类学博士。
 
参考资料:
1. https://en.wikipedia.org/wiki/Man_versus_Horse_Marathon
2. Jungers, 1988, Lucy'slength: Stature reconstruction in Australopithecus afarensis (A.L.288–1) with implications for other small-bodied hominids, American Journal of Physical Anthropology
3. Bramble & Lieberman,2004, Endurance running and the evolution of Homo, Nature(432).
4. McDougall, Christopher. Born to Run: A Hidden Tribe, Superathletes, and the Greatest Racethe World Has Never Seen. Knopf. ISBN 0-307-26630-3.
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