人類如何以及為何成為地球上最好的投擲者
從2008年到2020年,所有美國職棒大聯盟(MLB)投手投球的平均速度加起來增加了1.5英里/小時到2英里/小時。在2019年賽季,投出超過1000個球的281名投手中,近90%投出的快球平均速度超過90英里/小時。100英里/小時的快球–曾經是一個有新聞價值的事件–現在已經相對普遍。但是MLB投手並不是唯一的投擲專家;大多數健康的人可以比黑猩猩投得更快,黑猩猩的最大速度在30英里/小時左右。
一項對8至14歲男孩的研究表明,他們只接受過適度的投擲訓練,但仍能比黑猩猩快2倍。那麼,人類是如何以及為什麼會進化成投擲高手的呢?
在《生物學季刊》的兩篇論文中,我們探討了人類投擲的生態學原因和進化後果。
打碎骨頭的棍子和石頭
人類是唯一能夠很好地投擲以殺死對手和獵物的物種。由於投擲需要身體多個部位的高度協調和特別快速的運動,因此在我們的祖先中很可能存在著有利於投擲高手進化的漫長選擇歷史。
大多數人可能不認為投擲在運動之外很重要,因為他們已經忘記了它的用處。部分原因是人們使用弓箭和火器等武器已經有幾個世紀了。
但是在這些武器發明之前,我們的狩獵採集者祖先向對手和獵物投擲飛鏢、刀、矛、棍子和石頭。即使在今天,石頭仍然是有效的武器;你會看到抗議者向警察投擲石頭,在一些地方用石塊作為一種懲罰方式。
達爾文認為投擲的進化對我們祖先的成功至關重要。正如他在《人類的由來和性選擇》中寫道,它使”人類的祖先”能夠更好地”用石頭或棍棒來保護自己,攻擊他們的獵物,或以其他方式獲得食物”。
這種技能的發展始於雙足運動的進化。這發生在大約400萬年前,它解放了手臂和手,讓它們學會了新的能力,如製造工具、搬運貨物和投擲。
南方古猿亞科,即我們這個屬有相對較小的大腦、雙足的祖先,在100萬到400萬年前生活在非洲,可能也會投擲彈丸,因為他們的手骨暗示他們有能力抓緊物體並投擲它們。
但是,能投擲並不意味著能投得好。解剖學上的適應性,如高大的活動腰部,使臀部和胸部脫鉤,允許更多的軀幹旋轉。橫向的肩關節使上臂的主軸線與胸肌的動作更好地結合起來,從而使運動範圍更大。兩者都是高速投擲所必需的,而這些都是在大約200萬年前首次同時出現在直立人身上。
關於為什麼選擇傾向於投擲的兩個主要理論是戰鬥和狩獵。大多數學者都傾向於狩獵假說。然而,猴子和類人猿–尤其是黑猩猩,我們的近親–在與對方和潛在的捕食者戰鬥時經常投擲棍棒、石頭和植物。只有在打獵時才會這樣做。由於向同一物種的其他成員投擲是靈長類動物的祖先特徵,我們認為我們的投擲能力首先是在戰鬥中進化的,後來才成為一種狩獵策略。
一種因性別而異的技能
一旦快速準確的投擲能力成為戰鬥和狩獵成功的關鍵,我們的男性祖先就會比女性更有可能通過自然選擇發展這些技能,因為人類學家已經表明,男性傾向於戰鬥和狩獵大型動物。
隨著時間的推移,投擲能力強的男性成為更好的戰士和獵手。這進一步加速了男性投擲能力的進化,因為戰爭和狩獵的成功提高了男性在群體中的地位,並影響了女性的配偶選擇。
有趣的是,雖然相對於其他靈長類動物,所有現代人都能投擲得很好,但投擲方面的性別差異是兩性之間最大的行為差異之一。這些差異在生命早期就出現了,並沒有受到經驗或實踐的強烈影響。
人類學家和生物學家已經廣泛記錄了這種在投擲速度、距離和瞄準能力方面的優勢,儘管最近的一項研究表明訓練可能會消除投擲準確性方面的差異。
投擲中的性別差異並不只是因為男性平均來說更大更強壯而存在。男性肩部的相對大小、形狀和方向增加了手臂在投擲階段的運動範圍,這有利於更好地投擲。其中一些差異在生命的早期就開始了,即使考慮到身體大小的性別差異和男性從年輕時就傾向於比女性更經常地投擲的事實,這些差異仍然存在。
即使在男性中,高大的體型和力量並不總是導致更快的投擲。投擲速度受多種因素的影響,包括投擲臂的運動範圍和步幅長度。這就是像Tim Lincecum和Pedro Martinez這樣相對瘦的投手能夠比他們大多數更高、更強壯的同行投得更快的原因。
他們的身體是進化適應的典範,使人類成為地球上最好的投手。如果不斷上升的投球速度是任何跡象,這種技能將繼續發展。