Людина виявилася одним з небагатьох видів звірів, чиї м'язи використовують більш слабку, але при тому більш витривалу модель скоротного білка.
Шимпанзе здаються нам набагато сильнішими за людей - ще б пак, дикий звір одних розмірів з нами. Власне, вони не тільки здаються: середньостатистична мавпа дійсно сильніша за середньостатистичну людину. Але набагато - це наскільки?
Довгий час вважалося, що сила шимпанзе в кілька разів перевершує людську - але тут, мабуть, ми маємо справу з літературно-художнім перебільшенням: коли Брайан Амбергер (Brian R. Umberger) з Массачусетського університету в Амхерсті і його колеги з декількох наукових центрів США проаналізували наукові дані по цій темі, виявилося, що шимпанзе сильніше людини в кращому випадку всього в півтора рази.
Але за рахунок чого вони сильніші? Щоб розібратися в питанні, дослідники вирішили безпосередньо порівняти, як працюють м'язові волокна у шимпанзе і у людини. Зразки волокон взяли за допомогою біопсії з литкових і стегнових м'язів у декількох мавп - і виявилося, що і у людей, і у шимпанзе окремі м'язові волокна розвивають приблизно однакову силу. Стало ясно, що для того, щоб зрозуміти, чому саме шимпанзе сильніше людей, потрібно проаналізувати будову м'язових волокон на рівні молекул і клітин.
Як відомо, м'язи скорочуються завдяки спеціальному білку міозину, який утворює довгі скоротні нитки. Докладно описувати механізм м'язового скорочення ми не будемо, скажімо лише, що серед міозинових ниток, що працюють в м'язах, є нитки швидкі і повільні. Чим вони відрізняються, зрозуміло: швидкий міозин забезпечує більш швидке і сильне м'язове скорочення, ніж міозин повільний. Але швидкий міозин при тому і швидше втомлюється - тобто за швидкість і силу доводиться платити витривалістю.
У статті в PNAS сказано, що мускулатура людини і шимпанзе відрізняються якраз співвідношенням швидких і повільних міозинових волокон: якщо в м'язах людини в середньому 70% повільного міозину і 30% швидкого то у шимпанзе - 33% повільного і 67% швидкого міозину. Коли на основі отриманих даних змоделювали віртуальні м'язи, то виявилося, що шимпанзе зі своїм швидким міозином повинні бути приблизно в 1,35 разів сильніше людини, що в цілому узгоджується з більш ранніми роботами.
Взагалі серед звірів переважання в м'язах повільного міозину, мабуть, досить рідкісна річ: з тих тварин, кого ще перевірили на співвідношення міозинів - а серед них були кішки, собаки, миші, морські свинки, коні, макаки і лемури - схожі м'язи виявилися тільки у повільних лорі. (До речі, повільні лорі примітні ще й тим, що вміють швидко переробляти алкоголь.)
За словами авторів роботи, швидкий міозин більш затребуваний просто тому, що для більшості тварин важливо, щоб їх мускулатура спрацьовувала швидко і з найбільшою силою. Якщо говорити про шимпанзе, то захотіли він підняти камінь і вдарити їм по горіху, або надумай забратися на дерево, з швидким міозином все це вийде виконати швидше і ефективніше
. Для людини ж у міру еволюції на перше місце вийшла витривалість: щоб полювати, або просто щоб зібрати якусь їжу, людям доводилося долати величезні відстані, і перевагу тут отримували ті, чиї м'язи довгий час не втомлювалися. Крім того, витривалий повільний міозин витрачає менше енергії, ніж швидкий, так що зекономлені ресурси можна було б направити на розвиток і вміст мозку. (До речі, про те, що мозок людини міг збільшуватися за рахунок м'язів, ми вже писали деякий час тому.
) Втім, деякі фахівці вважають, що для якихось еволюційних умовиводів щодо швидкого і повільного міозину у нас поки що недостатньо даних. По-перше, ми не знаємо, що за міозин був у м'язах людських предків, по-друге, зараз в експерименті використовували м'язові волокна тільки з задніх кінцівок шимпанзе, так що добре було також проаналізувати ще й м'язи рук, причому не тільки у шимпанзе, але і у інших людиноподібних мавп.