На наш сайт регулярно, хоть и не часто, заходят читатели, интересующиеся физической силой человекообразных обезьян. Что ж, весьма разумно, те кто собираются работать с ними или изучать обезьян, должны быть осведомлены об их физических возможностях. А те, кто хотят стать сильней, могут взять что-то от них на вооружение. Администрация ресурса призывает всех спортсменов оставаться людьми при любых обстоятельствах и рекомендует ознакомиться с переводом статьи, где ученые пытаются раскрыть тайну физической силы обезьян исследуя вертикальный прыжок карликового шимпанзе.

Прыжки карликового шимпанзе (бонобо) в высоту подразумевают незаурядные свойства мышц этих животных

Материал для размышления

Прыжки в высоту были выбраны для измерения силы мышц бонобо, чтоб затем сопоставить ее с силой мышц человека. Высота прыжка была измерена у трех подопытных обезьян бонобо разного возраста и пола. Под высотой прыжка понимается вертикальное смещение центра массы тела в фазе полета. Все обезьяны достигли отметки 0,7 метра в высоту, что намного превосходит максимальные возможности типичного человека (0,3-0,4 метра). Были проанализированы прыжки карликового шимпанзе мужского пола весом 34 кг, и мужчины весом 61,5 кг по методу инверсионной динамики (видимо тут предполагается сила отдачи ног при прыжке). Несмотря на разницу в размерах, энергия отдачи (именуемая в физике работой) мужчины и шимпанзе была одинаковой, около 450 джоулей, и оба они развили максимальную мощность близкую к 3000 ватт. У бонобо, большая часть энергии шла от мышц бедра. При подсчетах было выявлено, что мышцы, приводящие в движение бедро обезьяны (при прямом или косвенном участии) развивали мощность в 615 Вт/кг в минус первой степени и совершали работу равную 92 джоулей на кг в минус первой степени. Такие результаты превышали ожидаемые показатели в работе и мощности, которые наблюдались у других животных во время прыжка, в два раза, но физиологически это все же возможно. Мы предполагаем, что такая разница (аж в 2 раза) возникает в силу того, что у карликового шимпанзе наблюдается бОльшая сила мышцы на единицу площади ее поперечного сечения.

1. Вступление

Известные ученые, которые тщательно изучали шимпанзе (Pan troglodytes) и бонобо (Pan paniscus) неоднократно устанавливали тот факт, что данные виды обезьян чрезвычайно сильны. Гарднер и Гарднер писал: «шимпанзе также очень сильные животные, взрослая особь может достигать 120 фунтов (54,5 кг) в весе и развивать силу от 3-х до 5-ти раз большую, чем человек». Сэвэдж- Рамбо писал: « Канзи (так звали взрослого бонобо мужского пола) очень смелый и храбрый, а еще он крупный (165 фунтов или 75 кг весом) и очень сильный; в пять раз сильнее человека мужского пола в превосходной физической форме». Джейн Гудолл в интервью с Джей Инграм на канале Дискавери в Канаде (трансляция от 4 сентября 2001 года) сказала, что «взрослый шимпанзе в дикой природе будет как минимум в 6 раз сильнее обычного человека». Она объяснила это тем что « существует много примеров того, как обезьяны манипулировали громадными ветками, что наглядно демонстрировало их огромную силу». Существует множество анекдотических объяснений силы шимпанзе и бонобо. Классические изучения изометрической силы шимпанзе, живущих в неволе были проведены Бауманом (1923, 1926) и Финчем (1943). Бауман установил динамометр снаружи от клетки шимпанзе в Нью-Йоркском Зоологическом парке, который использовался для измерения силы ног и спины у студентов колледжа. Он писал о том, что женская особь карликового шимпанзе по имени Сюзетт, бывшая цирковая обезьянка, прыгнула на веревку (элемент динамометра), уперлась ногами о прутья клетки и потянула веревку двумя руками, зафиксировав результат на приборе равный 1260 фунтов (571,5 кг). Далее он писал: «среднестатистический студент колледжа с таким же весом, как и у обезьяны 135 фунтов (61,2 кг), может потянуть за веревку динамометра в такой же позиции и манере только на 332 фунта (150,5 кг), и только один студент из ста сможет потянуть веревку с силой в 500 фунтов (226,8 кг). Показатели мужской особи шимпанзе по имени Бома в том же исследовании были не менее впечатляющими. В эксперименте Финча (1943 г) показатели шимпанзе были менее впечатляющими, нежели в исследованиях Баумана, но для того, чтобы победить обезьяну весом 107 фунтов (48,5 кг) понадобился человек весом в 190 фунтов (81,2 кг) чтобы побить шимпанзе все в той же тяги веревки.
К удивлению, ни шимпанзе, ни бонобо не выглядят мускулисто в сравнении со здоровым и активным человеком, особенно ниже талии (Бауман 1926; Торп 1999; Пэйн 2001). По поводу чрезмерной силы обезьян было выдвинуто несколько гипотез: одни говорят, что это из-за продолжительности и объема нагрузки (обезьяны ведь все время лазают по деревьям, такой гипотезы придерживается Йеркс [1943 г]), другие полагают, что такая сила развивается из-за отличия в длине рычага, по сравнению с человеком он явно короче или особого переплетения в строении мышечного волокна обезьян (Эдвардс, 1963). Но основная точка зрения по этому поводу такова, что мышцы обезьян превосходят по своей природе мышцы человека в силу тех или иных причин (Гудолл, Бауман 1926, Эдвардс 1963, Сэвэдж-Рамбо 1998). Эдвардс (1963) писал: «для оценки выдвинутых гипотез на американской воздушной базе в Холомане, штат Нью-Мексико, были проведены эксперименты для сравнения мышц человека и обезьяны, где подопытные соревновались в поднятии тяжестей и тяги веревки. Особенно примечательным было превосходство самого большого шимпанзе над человеком, весом в 2,5 раза больше, чем обезьяна. Шимпанзе показали не только феноменальную силу, но и выносливость: максимальная мышечная сила у шимпанзе снижалась гораздо медленнее от повторения к повторению, чем у человека, да и сами повторения обезьяны выполняли быстрее. Однако, ни рычаги приложения силы, ни статическая сила, ни поперечное сечение мышц обезьян не были изучены в результате этих опытов, поэтому невозможно сопоставить силу, измеренную внешне с силой, которую развивают сами мышцы, т.к. внешняя общая сила зависит не только от силы мышц, но и от всех вышеперечисленных параметров (скорость сокращения волокон, момент, рычаг).
По нескольким причинам важно выяснить, есть ли различия во внутренних свойствах мышц человека и обезьян (бонобо и шимпанзе). Первой причиной является то, что в поисках понимания эволюции человеческого бипедализма (прямохождения, хождения на двух ногах) были созданы передовые динамические мускульно-скелетные модели походки австралопитеков, которые считаются нашими предками, ходившими прямо (Нагано, 2005; Селлерс, 2005). Поэтому в то время как свойства скелета австралопитеков могут быть изучены по их останкам, об их внутреннем строении мышц ничего не известно. Очевидно, что мышцы являются важной чертой данных моделей. А любая информация о внутреннем строении мышц других гоминидов может позволить улучшить уже существующие модели, основанные на человеческой биомеханике. Во-вторых, обезьяны бонобо генетически очень близки к людям. И если окажется, что они обладают более совершенными мышечной структурой и свойствами мышц, то будет интересно сделать попытки в определении разницы в строении их мышц и мышц человека, что может быть применено в медицине при исследовании мышечных дисфункций.
На данный момент в сравнительных исследованиях свойств мышц человека и бонобо применяются прыжки в высоту из полного приседа (с корточек). Бонобо является вымирающим видом, и эксперименты с ними по большей части запрещены. Однако прыжки в высоту могут быть проведены с минимальным беспокойством для обезьян и пролить свет на динамические возможности их мышц: работа, которая генерируется мышцами во время отрыва от земли, близко соответствует потенциальной энергии, которая возникает при глубоком прижимании (приседании) к земле перед фазой отрыва. В отличие от силы мышц, работа, которая ими совершается во время единичного сокращения сильно зависит от объема самой мышцы, а не от других анатомических деталей, таких, как переплетения волокон или рычагов приложения силы, в этом и заключаются преимущества использования динамического эксперимента перед изометрическим. Знания строения тела бонобо и их мускулатуры, которые были получены при изучении трупов обезьян (Зилман, 1984; Пэйн), будут заложены в функциональный контекст эксперимента при сравнении их прыжков с прыжками человека.

2. Материалы и методы

(а) Описание эксперимента

Несколько особей бонобо, обитающих в диком заповеднике Планкендейл (Бельгия) были мотивированы к прыжкам за кусочками фруктов или световым кругом от лазерной указки (животные были ранее обучены трогать световое пятно от лазерной указки, когда работник заповедника ей светил). Никаких тренировок в прыжках ранее не проводилось. Прыжки, которые выполняли обезьяны на территории уличного ограждения или в ночное время в помещении, записывались на камеру высокоскоростного видео (100 Гц или 250 Гц). Полностью оснащенная измерительная площадка «кэтвок» была установлена для эксперимента снаружи. Это оборудование включало силовую платформу (AMTI BP400-1000, размер 1метр на 0,4 метра; с выборочной частотой 1000 Гц), расположенную на определенном основании, а на вершине платформы находились специальные измерительные весы (платформа для сканирования ног, размером 1метр на 0,4 метра, с выборочной частотой 50Гц). В прыжках обезьян на данной платформе измерялись сила, воздействующая на землю (опору), а также движения по трем осям: вертикальная ось (z), боковая ось (x) и продольная ось (y), а также давление каждой ноги на платформу во время прыжка (фаза отрыва). Также оборудование включало дополнительную камеру (частота камеры 50 Гц) и измерительную сетку на заднем плане, перпендикулярно оси камеры, для определения кинематики фазы стреловидного полета на записи.

 

(b) Подопытные

Из социальной группы, состоящей из 8-ми особей бонобо, три особи подчинились эксперименту: взрослая особь мужского пола по имени Кидого (20 лет, 34 кг), почти взрослая особь мужского пола Вифийо (11 лет, 38 кг) и почти взрослая особь женского пола Джаноа (10 лет, масса неизвестна). Только первый подопытный Кидого выполнил прыжки вне помещения.

(с) Обработка данных

В настоящем исследовании изучались прыжки в высоту с места без разбега, т.к. в таких прыжках кинетическая энергия, возникающая при разбеге не помогает поднимать центр массы тела, поэтому вся энергия производится только лишь при участии мышц в фазе отрыва. Высота прыжков всех подопытных обезьян (а это вертикальное смещение центра массы тела во время фазы полета [от отрыва пальцев ног от опоры и до наивысшей точки полета центра массы]) оценивалась по методу пребывания в полете (Боско, 1983). Время полета было замерено с записи камеры высокоскоростного видео.
Такой же эксперимент был проведен на улице на территории ограждения, где замерялись сила, действующая на опору (землю) во время прыжка и вектор ее приложения (было выполнено три прыжка особью по имени Кидого, который не воспротивился эксперименту, проводимому снаружи (прыжки по номерами 3j-04, 3j-05 и 3j-15). У этих прыжков были также осуществлены замеры высоты, которая вычислялась с помощью расчета скорости центра массы тела в вертикальном направлении движения (прыжка), которая в свою очередь была вычислена через вертикальное ускорение центра массы тела через расчет силы, оказывающей давление на землю в момент прыжка (Генри, 2005). А так как кинематика фазы стреловидного полета была получена с помощью видеосъемки, то все три прыжка можно было проанализировать двухмерным инверсионным динамическим анализом. Имея силу давления, действующую на землю во время прыжка (была произведена ее фильтрация специальным Баттеруэртским фильтром, частота работы которого 30 Гц) и место ее приложения, можно вычислить силы сегментов, и момент приложения силы, которые отвечают за данное движение (прыжок обезьяны) при помощи решения уравнения движения для каждого отдельного сегмента, начиная с ног (Элфман, 1939; Винтер, 1979; Аэртс, 1998). Мощность, производимая каждым сегментом, была получена путем умножения момента на его угловую скорость. Интеграция всех полученных сил сегментов с поправкой на время дает их общую работу в движении (прыжке).
При инверсионном динамическом анализе объект (обезьяна в нашем случае) представлен в виде 6 связанных сегментов, имеющих свои координаты. Эти сегменты: кончик самого длинного пальца, лодыжка, колено, бедро, плечо, локоть и запястье (см. рис. 1). Инерционные свойства сегментов (такие, как масса, длина и т.д.) были взяты путем сопоставления таковых с ранее расчлененными трупами обезьян похожего телосложения и веса (эксперименты Пэйна, 2001). Таким образом, эти свойства сегментов близки тем, которыми обладает подопытная обезьяна весом 33 кг. (см. табл. 1).

 

Данные, полученные с весов и с видео, подтверждают, что прыжки (фаза отрыва) были симметричными (ассиметрией в движении рук пренебрегли), поэтому нет необходимости выполнять расчеты по сегментам правой и левой конечностей раздельно. В соответствии с правилами заповедника, на тела животных нельзя наносить каких-либо меток, маркеров и т.п. Вместо этого анатомические деления были сделаны визуально, оцифрованы вручную и объединены в единое целое (цифровые данные составили многочлен 4-го порядка и выше). Для калибровки использовалась все та же сетка на заднем плане (прибор кэтвок), о которой говорилось ранее. Момент отрыва пальцев ног при прыжке был избран в качестве точки отсчета при синхронизации кинематики и сил. Углы сегментов были посчитаны путем разницы межу углами ближнего и дальнего сегментов по отношению к горизонтали.

(d) Закон о проведении опытов над животными

Данное исследование придерживалось всех правил проведения экспериментов над животными согласно требованиям ассоциации по изучению поведения животных, руководства сообщества, занимающегося изучением поведения животных и их использования в экспериментах (опубликованных на сайте «Поведение животных»), легальных требований законов страны, где проводился эксперимент, и всем другим установленным директивам.

(e) Прыжки человека

Для сравнения с обезьянами были приглашены четверо физически активных мужчин (возраст 26±1 год; масса 71,6 ±8,1 кг; рост 178 см ±12 см) для выполнения прыжков с полного приседа с предпочитаемой стартовой позицией (без раскачки и движения рук). Все испытуемые дали письменное согласие на проведение эксперимента и сообщили о том, что они принимали участие в таких видах спорта как волейбол, катание на коньках, альпинизм и др. на региональном уровне (т.е. в качестве оздоровительных мер, непрофессионально). Кинематика движения и сила воздействия на землю (опору) были записаны с частотой в 200 Гц. Пробный прыжок был осуществлен по той же схеме, что и у обезьян бонобо. Характеристики испытуемого были таковыми: возраст – 27 лет, масса тела – 61,5 кг, рост 168 см. Свойства сегментов его тела были взяты из таблицы Винтера (1979).

Результаты

Выполнение прыжка особью бонобо с точки зрения кинематики и силы, воздействующей на землю (опору) представлено на рис 1. Соответствующие аспекты прыжка будут представлены ниже.

(a) Высота прыжка

Высота прыжков всех испытуемых особей бонобо превышала 0,7 метра. Высота наилучшего прыжка каждой особи обезьяны представлена в таблице 2, наряду с лучшими прыжками обычных испытуемых людей, а также результатами профессионалов (спринтеров и прыгунов), взятых из Боско, 1995; Рахмани, 2004. Там, где было возможно, подсчитаны высота прыжка на основе силы, воздействующей на землю (опору) и ее сравнение с высотой прыжка, рассчитанной на основе полетно-временного метода, о котором говорилось ранее.

 

(b) Показатели работы и мощности

Общие показатели работы и мощности с учетом времени (подсчитанные по всем суставам [сегментам]) по методу инверсионного динамического анализа на примере лучшего проанализированного прыжка бонобо 3j-15 и человека показаны на рисунке 2. Пиковые значения в суммированной работе и мощности всех прыжков представлены в таблице 3 и таблице 4. Изменения энергии центра массы тела и параметры этого изменения, полученные по методу силы, воздействующей на опору, также показаны на рис.2 (временная динамика) и в таблице 3 и 4 (пиковые значения). Близкие соответствия изменения энергии центра массы тела и параметров этого изменения с суммированной энергией (работой) суставов (сегментов), полученной по методу инверсионного динамического анализа говорит о справедливости данного метода применительно к прыжкам в высоту с полного приседа, отсюда большая часть механической энергии (работы), произведенной мышцами через работу суставов расходуется на изменение энергии центра массы тела (Аэртс, 1998).

 

 

 

 

Рисунок 3: показывает работу и мощность лодыжек, коленей, бедер и рук (плечи и локти вместе) для прыжков бонобо и человека, а в таблицах 3 и 4 представлены их пиковые значения.

 

(с) Выполнение прыжков

По рисунку 3 видно, что прыжок бонобо, так же, как и прыжок человека, характеризуется проксимодистальной последовательностью экстенсии сегментов (т.е. наблюдается движение в работе всех сегментов в направлении от центра к периферии, т.е. туловище вытягивается в момент прыжка). Бонобо начинает свой прыжок с очень низкой (приземистой) позиции, настолько низкой, что невозможно осуществить никаких раскачиваний и ее центр массы тела поднимается на высоту 0,6 м перед отрывом пальцев ног от земли (опоры). Центр массы тела человека при прыжке поднимается на высоту 0,4 м перед отрывом пальцев ног от опоры. Пиковые угловые скорости сегментов при прыжке бонобо: 19.8±3.2, 17.4±1.1 и 14.0±2.7 радиус s?1 для лодыжек, коленей и бедер соответственно. Рисунок 1 показывает исходные видео данные для прыжка 3j-04 и 3j-05, а также рисованные фигурки для прыжка 3j-15. Сила воздействия на землю изображена вектором на карандашных фигурах на рисунке 1 для прыжка 3j-15. На рисунке 4 показана сила воздействия на опору для всех прыжков бонобо на временной ленте, по отношению к весу тела для сравнения с данными человека. Для прыжков бонобо пик силы воздействия на опору превышает вес тела обезьяны в 2,6 раза, в то время как у человека всего в 2,3 раза.

 

4. Обсуждение

Данный эксперимент показывает, что даже нетренированные особи бонобо различного пола и возраста с легкостью превосходят даже хорошо тренированных атлетов. А ведь даже не известно, выложились ли обезьяны в эксперименте на полную!
Чтобы объяснить разницу в прыжках карликовых шимпанзе и людей, первым шагом нужно сопоставить механическую мощность, которую развивают мышцы во время прыжка с их собственной массой. Впоследствии, количество специфической работы (работу, которую совершает один килограмм мышц) может быть подсчитано для обоих видов (человека и бонобо) для обнаружения разницы во внутренних продуктивных способностях их мышечного волокна. По такому же принципу можно подсчитать и максимальную специфическую мощность (пиковая мощность на 1 кг. мышц). Заметим, что в отличие от специфической работы, на специфическую мощность, рассчитанную таким методом, могут оказать влияние запасы эластичной энергии (энергии упругости мышц). Но в отношении подопытных (бонобо и человека) усиление мощности под действием энергии упругости практически не ожидается (она играет здесь минимальную роль), и вся энергия здесь производится только мышечными волокнами. У обезьян нет каких-либо механизмов, способных усилить мощность мышц, как у специализированных устройств для прыжков, вдобавок ко всему они не обладают эластичными мышцами и их сухожильные структуры также не очень развиты (у бонобо практически нет ахиллесова сухожилия; Пэйн, 2001).
К удивлению, механическая мощность, развиваемая во время прыжка и работа, совершаемая мышцами, у человека и обезьяны одинаковые, не смотря на разницу в их размерах: около 450 Дж и 3000Вт (таблица 3 и 4). Результаты в прыжках, которые демонстрировались спортсменами в опытах, были сходны с теми, которые описывались в других опытах у людей со сходной массой тела, ростом и возрастом (Кавана, 1971; Хабли и Веллс, 1983).
Учитывая то, что бонобо существенно меньше человека (34 кг против 61,5 кг) можно сделать вывод, что у обезьян меньше мышечной массы, выполняющей прыжок. Это подтверждено анатомическими исследованиями (Торп, 1999; Пэйн). Список основных мышц, участвующих в разгибании конечностей и их масса у бонобо и человека приведены в таблице 5. Масса различных мышц карликового шимпанзе была взята при расчленении 30-ти летней взрослой особи бонобо мужского пола, который умер от сердечного приступа и проявлял полную активность за неделю до смерти, и в определенном масштабе сопоставлена с мышечной массой подопытной особи. Насколько нам известно, эта публикация единственная, в которой предоставляется информация о массе различных мышечных групп бонобо. А масса различных мышечных групп человека была получена с помощью МРТ (Торп, 1999). Общая масса мышц разгибателей у обезьяны и человека 3,79 кг. и 9,54 кг. соответственно.

 

Исходя из того, что показатели человека и обезьяны одинаковы: 450 Дж – работа и 3000Вт – мощность, получается, что мышцы разгибатели задних конечностей (ног) человека должны выдавать 47 Дж на кг в минус первой степени и 314 Вт на кг в минус первой степени. Для бонобо эти показатели: 119 Дж на кг в минус первой степени и 792 Вт на кг в минус первой степени. Выходит, что либо бонобо могут генерировать в два раза большую работу и мощность на единицу мышечной массы, либо они подключают другие существенные мышечные группы, кроме мышц разгибателей задних конечностей. На первый взгляд, второе предположение похоже на правду, и в самом деле, у обезьян плохо развиты задние конечности, а передние конечности развиты очень хорошо по сравнению с человеческими (Пэйн 2001). Для людей было доказано, что колебания передних конечностей могут увеличить результативность в прыжках на 21% (Харман, 1990). Однако инверсионный динамический анализ показал, что механическая энергия бедер, в большей степени, нежели энергия передних конечностей обезьян, является ключом к прыжкам бонобо (рис.3). Интересно заметить, что механическая энергия в коленном сегменте при прыжке была практически равно нулю. Результирующий момент в коленном сегменте был близок к нулю, потому что длина задних конечностей такова, что вектор энергии упругости земли во время прыжка проходил близко к колену (рис.1), поэтому работа, совершаемая коленным сегментом незначительна. Обезьяне приходится координировать свой прыжок особым образом потому, что большой разгибательный момент коленного сегмента окажет нежелательное ускорение в противоположном направлении (прыжок будет выполняться не вперед, а назад в таком случае [Бобберт и Ван Зандвийк, 1999] ). Но крайне маловероятно, что бонобо не используют свой коленный сегмент в прыжке. Квадрицепс – самая большая мышца-разгибатель у обезьяны и хорошо подходит для совершения работы и развития мощности в прыжке. По-видимому, механическая энергия квадрицепса была транспортирована в бедро при участии двуглавого подколенного сухожилия, которое при правильном координировании является единственным способом переноса энергии от квадрицепса к бицепсу бедра без ее рассеивания (потери) при сокращении мышцы. Интересно, что у человека во время прыжка не наблюдается такой транспортировки механической работы и мощности от колена к бедру (Панди и Заяк, 1989).
Чтобы избежать влияния колебаний рук при расчетах силы, вырабатываемой мышцами в момент прыжка, давайте сконцентрируемся на энергии бедер и мышечной массе, приводящей их в движение. Бедра карликового шимпанзе производят примерно 300 Дж работы и 2000 Вт мощности. Оценочная масса мышц, приводящих в движения бедра прямо или косвенно через ряд проводящих мышц (ягодиц, бицепса бедра, аддукторов [приводящие мышцы] и квадрицепса; таблица 5) составляет 3,25 кг. Все это дает работы: 92Дж на кг в минус первой степени; и мощности 615 Вт на кг в минус первой степени, что в два раза больше, чем работа и мощность, вырабатываемые мышцами человека.

Перед тем, как занести полученные результаты в литературу о мышечной механике и прыжках животных, давайте рассмотрим некоторые объяснения вышеизложенных результатов:
1) вычисляя энергию сегмента бедра при прыжке методом инверсионного динамического анализа имеет место некое преувеличение ее количества, т.к. не учитывается амортизация тела, которая гасит энергию
2) мышечная масса разгибателей колена и бедра у бонобо очень недооценена в ходе эксперимента
3) у бонобо и человека сходные свойства мышц, но человек может добровольно заставить работать не все мышечные волокна в той или иной мышце
4) мышцы бонобо и человека различны по своим свойствам, поэтому для выполнения того же количества работы обезьянам требуются меньшие мышечные объемы.

Обсуждение вышеизложенных тезисов:
1) возможно рассчитанная работа сегментов бедра и колена сильно переоценена, т.к. при расчетах ученые пренебрегали протяженностью туловища обезьяны: в инверсионном динамическом анализе при расчете предполагалась полная жесткость туловища, в реальности же тело вытягивалось при прыжке. Конечная точка туловища при расчете определялась по позиции плеча, а при его движениях (плеча) относительно бедра (в силу вытягивания туловища) изменялся (смещался) на несколько градусов угол разгибания бедра. Таким образом, работа мышц разгибателей тела присваивалась работе мышц разгибателей бедра. Тем не менее, момент бедра при вытягивании туловища во время прыжка не меняется. Также скорость (ускорение) центра массы тела обезьяны была получена путем вычисления силы воздействия на опору, но даже при допущении вытягивания тела, она не может измениться более чем на 0,09м/с в минус первой степени, что говорит о том, что допущение абсолютной твердости (отсутствие вытягивания в момент прыжка) никак не влияет на результаты вычислений. Также не известна общая масса мышц разгибателей туловища у бонобо, и мало вероятно, что эти мышцы могут повлиять на работу мышц бедра.
2) бонобо (34 кг), участвующая в эксперименте была намного меньше человека (61,5 кг). Масса мышц разгибателей задних конечностей у бонобо в два раза меньше, чем у человека. Вдобавок, задние конечности обезьяны весят меньше по отношению к ее торсу, нежели ноги человека к его торсу (Кромптон, 1996). По таблице 5 видно, что это также справедливо и для 37 кг особи бонобо.
3) на сегодняшний день не изучено, какое количество мышц человек может задействовать добровольно при прыжке (в динамике), в то время как он может заставить добровольно сокращаться 90% мышечных волокон в каждой мышце в изометрических упражнениях и при медленном мышечном сокращении (Бэлтман, 2004). Но нет поводов сомневаться, что этот уровень задействования мышц ниже при динамической нагрузке.
4) первые три тезиса не помогут нам рассчитать и сравнить количество работы, выполняемой мышцами человека и обезьяны, но четвертый тезис можно огласить с уверенностью: мышцы бонобо и человека существенно различаются по своим свойствам.

Далее никаких экспериментов, а только факты «за» и «против» относительно 4-го подпункта:

Специфическая работа мышц бонобо 92 Дж/кг в минус первой степени гораздо большая, чем в тех же экспериментах у других животных (Пепловски и Марш, 1997; Аэртс, 1998; Генри, 2005). Специфическая мощность мышц бонобо 615 Вт/кг в минус первой степени также очень велика, при том, что работа мышц совершается обособленно. Хотя у ящериц мышцы выполняют еще большую работу и развивают большую мощность, по сравнению с обезьянами (Куртин, 2005). С другой стороны, при прыжках у обезьяны не участвуют передние конечности, из-за разницы в уровнях передних и задних конечностей, техники прыжка и источника энергии, которая аккумулируется в основном в бедрах. К сожалению, нельзя подсчитать мышечную силу и скорость сокращения волокон в отдельных группах мышц обезьяны, но это является хорошей темой для дальнейшего обсуждения. Строение тела шимпанзе и бонобо характеризуется длинными мышечными волокнами и короткими моментами приложения силы, что, по-видимому, является адаптацией к той среде, в которой они обитают, ведь им постоянно нужно хвататься за ветки деревьев, чтобы передвигаться (Торп, 1999; Пэйн). Учитывая короткие рычаги и пиковые угловые скорости во время прыжка бонобо, которые сходны с теми, что и при прыжке у человека, можно сделать вывод, что скорость сокращения мышечных волокон у человека не очень высокая. А сила обезьян, которая в два раза превышает человеческую объясняется тем, что сила, возникающая при сокращении одного волокна также очень велика. Получается что сила на единицу поперечного разреза волокна вдвое больше, как и сила сокращения отдельного волокна мышцы и вдвое больше максимальная скорость сокращения волокна. Среди различных видов животных вариаций в скорости сокращения мышечного волокна больше, чем в силе мышц (Медлер, 2002), причем скорость сокращения волокон возрастает при уменьшении размеров самого вида. Наблюдения Баумана (1923, 1926) и Эдвардса (1965) показали, что шимпанзе сильнее человека в таких изометрических упражнениях, как жим ногами и тяга одной рукой. Здесь они также показали специфическую силу.
Подытожив все вышесказанное, можно утверждать, что во взрывной силе обезьяны превосходят человека, большей частью из-за большей силы мышц. Но вот что является причиной данного превосходства: большая плотность мышечного волокна или несколько иной принцип сокращения волокон – это еще предстоит выяснить.

Дотошных читателям советуем ознакомиться с оригиналом данной статьи.