Люди обладают эффективным укусом, но с ограничением
Новое исследование международной команды учёных показывает, что череп современного Homo sapiens плохо приспособлен для создания больших усилий при укусе из-за важного ограничения, связанного с височно-нижнечелюстным суставом. Эти выводы согласуются с теорией о том, что по мере развития у ранних людей методов обработки пищи, которые её размягчали и позволяли хранить, снизилось давление среды, требовавшее поддержания более высокой силы укуса, как у наших предков и родственников-приматов. Это также может помочь объяснить более плоские и изящные лица современных людей.
По сравнению с нашими ближайшими живыми родственниками-приматами, человеческий череп имеет весьма характерный вид. Помимо необычно большого мозга, у людей маленькие челюсти, зубы и лица, что, как считается, отражает диету из приготовленной, нарезанной или более мягкой пищи. Однако человеческий череп представляет собой противоречие: наши маленькие и плоские лица обеспечивают повышенную эффективность (рычаг) мышцам, участвующим в укусе и жевании, что обычно встречается у животных, питающихся трудно пережёвываемой или раскусываемой пищей.
«Мы обнаружили, что у людей высокий механический выигрыш при укусе, на что указывали некоторые предыдущие исследования, но также нашли, что люди рискуют вывихнуть и, возможно, повредить челюстной сустав при мощном укусе коренными зубами», — сказал Джастин Ледогар, ведущий автор и исследователь из Университета Новой Англии (Австралия). — «Кроме того, мы выяснили, что лицевой скелет человека в целом слабее при укусе, чем у шимпанзе, что неудивительно, учитывая наши маленькие лица».
Исследователи интерпретируют результаты как указание на то, что эволюция черепно-лицевой области человека, вероятно, не была движима отбором на способность к мощному одностороннему укусу. Повышенная эффективность челюстных мышц у людей, скорее всего, является вторичным побочным продуктом отбора на какую-то функцию, не связанную с силовым укусом. Эти результаты согласуются с гипотезой, что переход на более мягкую пищу и/или появление методов предварительной обработки пищи ослабили давление отбора, поддерживавшего черты черепа, благоприятные для сильного укуса и жевания, что привело к характерным маленьким и изящным лицам современных людей.
Статья опубликована в журнале PeerJ. В ней описывается биомеханическое тестирование компьютерных моделей человеческих черепов. Методы, использованные в новом исследовании, аналогичны тем, что применяют инженеры для проверки прочности деталей машин или механических устройств.
«Это ограничение на силу укуса, по-видимому, гораздо более выражено у современных людей, чем у шимпанзе или многих наших ископаемых предков», — отметил Ледогар. — «И поскольку маловероятно, что необходимость мощно кусаться привела бы к тому, что естественный отбор стал бы благоприятствовать конфигурации лица, ставящей систему питания под угрозу, плоские лица современных людей, вероятно, не связаны с такими поведенческими актами».
Исследование напрямую не отвечает на вопрос, почему человеческое лицо такое плоское, если это не связано с мощным укусом.
«Мы подозреваем, что ограничения на создание высоких усилий при укусе могли характеризовать самые истоки нашего рода», — сказал Ледогар. — «В дальнейшем будет важно изучить различные гипотезы, пытающиеся объяснить уплощённость человеческого лица. Есть несколько разных идей, но мы действительно не уверены, что двигало развитием этой необычной характеристики».