bipedalism

Bipedalisme ( lat. Om “dubbele”, pes / pedis “foot”) is de beweging , zoals wandelen of hoppen, op twee benen ( “bipedalism”). Gewervelde landdieren of machines die meestal tweevoeter bewegen, worden als bipede aangeduid ( “tweebenige”).

Een onderscheid tussen gewone (obligate, gewone) bipedalie en facultatieve (af en toe) bipedalism. De gewone bipedalism betrekking wezens die volledig zijn aangepast aan de stappende robots, zoals mensen. De facultatieve bipedalism betreft dieren die gaan zitten en misschien lopen voor korte afstanden, maar morfologisch volledig in deze motoriek aangepaste vorm. Dit is ongeveer bij Gibbons (Hylobatidae) en chimpansee ( Pan het geval is).

Soorten bipedalism

Er zijn een aantal bewegende toestanden die gewoonlijk worden geassocieerd met bipedalism.

  1. Standing. De onbeweeglijk persistentie zowel (algemeen uitgerekt) poten. In de meeste tweebenige Dit is een actief proces waarbij de voortdurende aanpassing van de balans.
  2. Gaan . Een voet (of met de hand – tijdens het lopen op zijn handen) is ingesteld voor de andere, ten minste één voet de grond raakt allen tijde.
  3. Running. Een voet is geplaatst voor de andere, op bepaalde tijden geen voet de grond raakt.
  4. Hoppen. De verplaatsing door een serie sprongen met beide voeten tegelijkertijd worden verplaatst.
  5. Hopserlauf . Langere fase zonder contact met de grond als verbonden wanneer het lopen met de fasen waarin aanraken één of beide voeten van de grond.

Kenmerken van bipedalism

Bipedalisme en bijbehorende functies kunnen een soort voordelen te bieden:

  • Verbeterde perceptie. Sommige evolutionaire biologen hebben gesuggereerd dat een cruciale stap in de ontwikkeling van sommige of alle twee benen is de mogelijkheid om op te staan, wat te zien is in het algemeen het vermogen verre gevaren of middelen (en misschien een andere manier te ontdekken) verbeterd.
  • Gratis voorpoten. In gewervelde dieren, voor de ontwikkeling van aanvullende ledematen zou een enorme genetische modificatie bedoel, kan bipedalism dienen om de voorste ledematen voor dergelijke functies te wissen zoals handvaardigheid (bij primaten), vliegen (bij vogels), Graben (reuzenschubdier) of vecht (Bears ).
  • Waden. Wasberen en sommige primaten kan een tweevoetige positie in het water te nemen, zodat ze in dieper water of uit te voeren, terwijl ze nog kunnen lucht in te ademen.
  • Bij dieren zonder flexibele ruggengraat, zoals hagedissen of kakkerlakken, kunnen tijdelijke bipedalism de rijsnelheid te verhogen. Sommige bipeds zijn snel en meerjarige loper, dus bereikt de struisvogel of de rode kangoeroe ongeveer 60-70 km / h.
  • Groter bereik. De Gerenoek gaat uit van een tweevoetige positie om de bladeren van de bomen grazen.
  • Camouflage. Er is gesuggereerd dat bipedalism bij Octopus hen in staat stelt te krijgen rond, terwijl ze de rest van het lichaam voor camouflage bewegingloos kan houden.

De menselijke evolutie

Hoofd artikel : hominisatie
Orangutan , rechtop in de takken staan.
De vrouwelijke gorilla Leah maakt gebruik van een weg als een prop tijdens het oversteken van een watermassa.

Er zijn veel hypothesen over het hoe en waarom in de vroege voorouders van het geslacht Homo ontwikkelde de bipedalism, en er zijn ook verschillende hypotheses over Wanneer. De vondsten van fossielen geven reden om te geloven dat de bipedalism ontwikkeld voordat de uitbreiding van de menselijke hersenen en dat zij in de vorm van een cirkel van de vroege apen – aantoonbaar vooral bij het verlies van de aangrijpende voet – herhaaldelijk onafhankelijk van elkaar ontwikkeld. [1] De verschillende hypothesen sluiten elkaar niet noodzakelijkerwijs, en een aantal factoren kunnen gecombineerd om de bipedalism van Hominini lood. De mogelijkheid om facultatieve bipedalie bij sommige primaten suggereert dat de menselijke bipedalism een ontwikkeling daarvan.

Voor dit spreekt hypothese van de ontwikkeling van stappen rechtop op bomen. Volgens een rapport van het tijdschrift Science van 2007 onderzoekers per jaar orang-oetans op het eiland Sumatra waargenomen. [2] De analyse van 3000 bleek dat de bewegingen orangoetans bewegen langs zeer dunne takken op twee benen, waardoor de handen van overhangende takken houden en evenwichtige armen hun gewicht. De resulterende boekhoudkundige theorie is dat de voorouders van Hominini had, zoals de Afrikaanse bossen geleidelijk tijdens een droge periode verdween, reageert met de “move” op de grond, waar ze zich ontwikkeld tot rechtop en geperfectioneerd te lopen. Onder de complementaire hypotheses voor de ontwikkeling van rechtop lopen betekent ook dat, bijvoorbeeld, bonobo’s en gorilla’s in rivieren of in de Mangrove verblijf waar ze bewegen in het water met ondergedompeld lichaam, terwijl, bijvoorbeeld, om vast te houden boven hen bijkantoren.

Mensen Kinderen ondergaan vroege ontwikkelingsfase, waarin zij zijn handen om te oefenen wandelen rechtop te houden. Volgens de biogenetische regel dus recht op menselijke voorouders hebben een overeenkomstige fylogenetische fase van ontwikkeling doorgemaakt [3] .

Oudste fossiel bewijs van een vergelijkbare van zijn functie, de menselijke voet is een volledig bewaard gebleven, 3,2 miljoen jaar oud middenvoetsbeentje van Australopithecus afarensis (archief nummer AL 333 -160), erkennen de kenmerken van zowel de aanwezigheid van een longitudinale boog en een dwarse boog leeg, zowel als een “schokdemper” dienen de rechtop lopen. [4] De vroegst bekende voetafdrukken rechtop lopen Hominini vandaan Laetoli en zijn ongeveer 3,6 miljoen jaar oud.

Legged dieren

De tweebenige voortbeweging heeft zich herhaald en onafhankelijk van elkaar ontwikkeld, meestal in gewervelde dieren . Wanneer bijvoorbeeld vogels zoals cassowary en fossiele verwanten, de dino dat tot de sauropodomorpha waren bipedal runner. Er wordt aangenomen dat alle theropod dinosaurussen afstammen van een tweevoetige voorouders, misschien wel de Eoraptor leek. Vandaag de dag wonen loopvogels zoals struisvogel kan snelheden tot 65 km / h te bereiken. Vele theropods, vooral de maniraptora , wordt aangenomen dat ze kunnen bewegen met gelijke snelheid. De tweebenige voortbeweging geëvolueerd zelfs in een aantal andere dinosaurussen -Abstammungslinien, zoals de Iguanodon . Bipedalism verschijnt zelfs met de krokodillen , een zus groep van dinosaurussen en vogels ontwikkeld hebben. Effigia okeeffeae – lid van de krokodillen uit het Trias – wordt gehouden voor een tweevoetig. [5] Penguins zijn in termen van bipedalism interessante vogels, omdat ze hun lichaam rechtop houden, terwijl andere vogels houden hem vrij horizontaal.

Tweebenige voortbeweging is onder zoogdieren komt minder vaak voor, waarvan de meeste viervoeters zijn (Tetrapoda). De rijkste groep van zoogdieren die de tweebenige voortbeweging te gebruiken, zijn de kangoeroes en hun familieleden. Deze zijn echter de neiging om vooral rond door hoppen, die hen onderscheidt van de mens, vogels en theropoden. Er zijn ook nog verschillende groepen stuiteren knaagdieren , zoals de kangoeroe rat . Een primaat – de Sifaka – beweegt zich op de grond en stuiteren weg. Misschien is de enige andere anders dan mensen zoogdieren, die meestal ook tweevoetig bewegen rond meer op een afwisselende manier van lopen dan door hoppen, zijn Gibbons , wanneer ze op de grond, en de gigantische schubdieren .

Limited voorbeelden van bipedalie zijn gevonden in sommige andere zoogdieren. Bijvoorbeeld waden bonobo’s en neusapen , die beiden leven in bossen die vaak overstroomd, in een tweevoetige houding van water. Ga Onder bepaalde omstandigheden, of bonobo’s, neusapen en zelden een aantal andere primaten ook tweevoetig wal. Een aantal andere dieren zoals ratten , gehurkt op hun achterpoten om voedsel te houden tijdens het eten. De wasbeer is vaak rechtop of neergestreken in het water om zijn handen te gebruiken voor de behandeling van voedsel, stenen en stokken. Beaver bewegen af en toe tweevoetige tijdens het dragen van takken. Sommige dieren, zoals beren , kan zitten in fysieke confrontaties en tweevoetige bewegen zodat ze hun poten beter dan wapens kunnen gebruiken. Een aantal zoogdieren zoals grondeekhoorns of stokstaartjes , ook op hun achterpoten om hun omgeving te verkennen, maar niet op hen. Tot slot is Gerenuk bekend op hun achterpoten staan om bladeren te eten uit de bomen. De uitgestorven gigantische luiaard had heupen, waarvan de vorm geeft aan hetzelfde gedrag. Een andere uitgestorven groep van eigenaardige neushoorn / gorilla-achtige chalicotherium , dit zou ook soortgelijk gedrag. Een ongebruikelijke vorm van beperkte bipedalisme tonen de gevlekte skunk dat wanneer ze zich bedreigd voelen, op hun voorpoten, die hen in staat stelt hun anale klieren om te oordelen, dat een strikt ruikende afscheiding op de aanvaller kan uitzenden, terwijl die nog steeds te zien.

Bipedalie is in amfibieën volkomen onbekend. Onder de niet archosaurischen reptielen bipedalism is zeldzaam, maar ze kunnen worden gevonden in de “omhoog gehouden” Running bepaalde hagedissen . Een interessant voorbeeld wordt gevonden in ten minste één soort Basilisk hagedissen die kan draaien over een bepaalde afstand boven het wateroppervlak met deze methode. Bipedalisme in de vorm van stromend aufgebäumtem kan ook in sommige insecten , zoals kakkerlakken , voorbeeld. Anders tweebenige voortbeweging is in geleedpotigen onbekend. Bipeds zijn bijna uitsluitend gewervelde landdieren . Er zijn echter ten minste twee soorten octopus , waarvan bekend is dat ze bewegen bipedal. Dit soort motoriek lijkt om hen in staat tot op zekere hoogte gecamoufleerde om te verblijven terwijl ze snel verplaatsen door de vorm z. B. een kokosnoot of zeewier te accepteren en bewegen op de uiteinden van twee van haar armen.

In uitzonderlijke gevallen

Veel dieren die van nature geen gebruik maken van bipede motoriek kunnen worden opgeleid om te lopen op zijn achterste benen. Dieren waarvan de benen ontbreken als gevolg van letsel of congenitale misvormingen kunnen worden aangepast aan de tweebenige voortbeweging, hetzij twee achterpoten of op een voor- en een achterpoot.

Sommige dieren kunnen worden getraind te lopen op de voorpoten, hoewel deze werkwijze ontbreekt praktische voordelen, behalve met het oog op gymnastische diversiteit in entertainment. Ook kunnen mensen leren om te lopen met de hulp van hun armen of met hun armen ( handstand ). Dit is ongebruikelijk en vereist geestelijke en lichamelijke oefening, zoals veel soorten lichaamsbeweging, zoals verwondingen kan veroorzaken als gevolg van gebrek aan bescherming van onvolgroeide of onevenwichtige spieren anderszins zijn deze bewegingen slecht ontwikkeld.

Een aantal ongewone individuele primaat personen bekend waren tweevoetige te zijn. Er was een gedocumenteerde geval van een makaak , die volledig naar de stappende nadat hij een ernstige ziekte was hersteld, en ten minste één voorbeeld van een gevangen chimpansees die uitsluitend rechtop ging. [6]

Fysiologie van bipedalism

Tweebenige voortbeweging gebeurt op verschillende manieren in uiterlijk en vereist veel mechanische en neurologische aanpassingen. Sommige van deze zijn hieronder beschreven.

Biomechanica

Ingenieurs onderzoeken de tweebenige wandelen of hardlopen, beschrijven het als herhaaldelijk onderbroken vallen. Het verschijnsel struikelblok is leerzaam met betrekking tot de “gecontroleerde case” begrip wandelen of hardlopen. De gebruikelijke manier is om te veronderstellen struikelen als een been van een ander of een loper te trekken. Eigenlijk echter voldoet de loutere stoppen de beweging van een been van de voorgaande, of alleen de vertraging van een been van de loper om ervoor te struikelen. Ze “val” voor al en kan worden volstaan ​​met het tuimelen been aan stoppen casu gedompeld twee benen op de grond te voorkomen.

  • staand

Een energie-efficiënte tweevoetig staande vereist voortdurende regulering van het saldo, in de loop van een overcorrectie moet worden vermeden.

  • wandelen

Efficiënte wandelen is ingewikkelder dan staan. Het veroorzaakte de lichte kanteling van het saldo aan de voorzijde en aan de zijkant en de tijdige correctie van het saldo. Bij mensen, gaande van verschillende individuele processen bestaat:

  • weer tussen de voeten en zwaaien terug
  • naar voren te duwen met je tenen om de snelheid te houden
  • gecombineerde onderbrekingen terwijl zwaaien en kantelen van de enkel in de andere richting
  • Buigen en strekken van de knie om te stoppen met de “forward Fallen”

In vreedzame overgang langere benen maken meer vooruitgang dat het langzaam uitgevoerd. Dit komt door de benen fungeren als slinger op deze beweging.

  • lopend

Running een inherent sequentieel proces, integendeel te verlaten. Een twee-benige wezens of apparaat zich bevindt, als het efficiënt draait, in een constante staat van vallen naar voren. Dit wordt slechts gehandhaafd door de herhaalde zelf springende op het juiste moment, maar bij draait alleen de drukken van het bijna onvermijdelijk geval voor de duur van een stap als een relatief vloeiende beweging.

  • hoppen

Spieren

Bipedalism vereist sterke beenspieren, vooral in de dijen. Stel je alleen de gedomesticeerd gevogelte , de gespierde benen kleine benige vleugels over. Ook bij de mens quadriceps en hamstrings zo belangrijk bipedal operaties dat elk van deze spieren veel groter is dan ook een goed opgeleide Armbizeps .

Hoe sneller de overgang wordt uitgevoerd, hoe inspannend is. De rustige overgang, echter zonder moeite dan staan, aangezien de benen daardoor afwisselend verlicht. Dit is in de staat niet het geval, zodat het meer dan dubbel zo vermoeiend de rustige overgang kan worden. [7]

Nervous System

De Kniepeesreflex (ook: Hamstring reflex ) is een prominent voorbeeld van de extreem snelle besturing met bipeds, wordt tegengegaan met behulp van een verstoring in de verticale positie: Als voor reflecties gebruikelijk het individu reageert volledig bewusteloos, en de reactie vindt ook plaats in een mum van zenuwen die leiden naar de hersenen van het been.

Een minder bekend aspect van de neuroanatomie van tweevoeters kan zich uiten in de menselijke baby’s, die nog niet de mogelijkheid om op te staan hebben ontwikkeld. U kunt nog steeds lopen met grote vaardigheid, op voorwaarde dat zij worden ondersteund in een verticale positie en dat onder de voeten van de aantrekkingskracht van een bewegende loopband wordt aangeboden aan hen.

Breathing

Een tweevoetig heeft ook de mogelijkheid om te ademen tijdens het hardlopen. Mensen ademen normaal bij elke tweede stap, als hun aerobe systeem werkt. Tijdens een Sprint vertraagde ademhaling, zodra het anaerobe systeem wordt opgestart, en zelfs tot de anaerobe systeem Sprint kan niet langer dragen.

Tweebenige robots

ASIMO – een tweevoeter robot
Hoofd artikel : Humanoid Robots

Mobiele robots zijn meestal gebouwd voor reizen met wielen, kettingen of rails – afhankelijk van hun specifieke taak. Tweevoetige robots bieden in tegenstelling tot gespecialiseerde apparatuur beweging grotere uitdagingen voor zowel de mechanische constructie als de controller. Tot op heden ongeëvenaarde prestaties op dit gebied was in de vroege jaren 1980 door Marc Raibert [8] bij MIT bereikt.

De bekendste en meest geavanceerde tweebenige robots ASIMO (door Honda ), qrio (door Sony ), Johnnie (van de TUM [9] ) en de HRP-series [10] [11]

Zie ook

  • Quadrupedalism (motoriek met vier poten)

Literatuur

  • Kurt Bayertz : rechtop lopen: een geschiedenis van het antropologische denken . München: CH Beck, 2013. ISBN 3406638481 .

Referenties

  1. Jumping Up↑ citaat: “ Man ‘niet stijgen van de bomen” […] Het moet aan de basis van de hogere primaten bestaan voornamelijk grond levende vormen. “Vanuit Josef H. Reichholf : Het mysterie van de menswording: De oorsprong van de mens het samenspel van de natuur. DVA, Stuttgart 1990 2.Aufl., ISBN 3-421-02756-0 , p.130.
  2. Jumping Up↑ SKS Thorpe et al. Origin of Human Bipedalism als de aanpassing voor Locomotion op Flexibele Branches. Science, Vol 316, 2007, pp 1328-1331, doi : 10.1126 / science.1140799 ; . Vergelijken: www.sueddeutsche.de : “Erect on the road”.
  3. Jumping Up↑ https://www.youtube.com/watch?v=fHVfh5C9UUE&feature=share
  4. Jumping Up↑ Carol V. Ward, William H. Kimbel en Donald C. Johanson : Compleet Fourth middenvoet en bogen in de voet van de Australopithecus afarensis. In: Science , . Volume 331, nr 6018, 2011, pp 750-753, doi : 10.1126 / science.1201463
  5. Jumping Up↑ National Geographic News: Dino-Era fossiele onthult tweebenig Croc Relative
  6. Jumping Up↑ eng. Wikipedia: Oliver (chimpansee)
  7. Jumping Up↑ Franz Daffner: De groei van de mens. Antropologische studie . 2e editie. Engelmann, Leipzig, 1902. 356 p
  8. Jumping Up↑ MET: 3D tweevoeter (1989-1995)
  9. Jumping Up↑ Technische Universiteit van München: Running machine JOHNNIE
  10. Jumping Up↑ Heise: HRP-4C: De volgende supermodel?
  11. Jumping Up↑ AIST