Під час еволюції деякі кістки людини не підкорялися екологічним закономірностям.
Людина з часу свого виникнення пройшла довгий еволюційний шлях і сильно змінилася. Як і в разі інших живих істот, на нього діяв природний відбір, тобто виживали і/або залишали більше потомства в популяції тільки ті, хто володів ознаками, найбільш вигідними в конкретних обставинах. Але що це були за обставини? І які саме ознаки виявилися еволюційно більш вигідними? Людина (як і будь-яка інша жива істота) влаштована досить складно, так що, очевидно, різні особливості будови формувалися під тиском різних умов.
Дослідники з Університету Теннессі спробували з'ясувати, які еволюційно-екологічні фактори впливали на довжину людських рук і ніг. Досі вважалося, що людина щодо кінцівок підпорядковується двом відомим екологічним законам: правилу Аллена і правилу Бергмана.
За правилом Аллена, у теплокровних тварин зі схожим способом життя виступаючі частини тіла (тобто ноги, вуха, хвости і т. д.) будуть менше в холодному кліматі і більше - в теплом. Особливо добре це проявляється, наприклад, у лисиць: у північного песця найменші вуха і коротка морда, а у пустельного фенека все навпаки - великі вуха і довга морда.
Правило Бергмана говорить загалом про величину тіла: згідно з ним, ті з теплокровних, що живуть у холодному кліматі, будуть більшими за ті, що живуть у теплі. Наприклад, найбільші ведмеді - арктичні білі, а найдрібніші - очкові з Південної Америки. Правило Бергмана також виконується для багатьох близьких видів і для популяцій всередині одного виду (іншими словами, не варто порівнювати слонів з лемінгами).
З фізіологічної точки зору обидва правила говорять про одне і те ж - про економію тепла. Загальна теплопродукція у теплокровних залежить від обсягу тіла, а швидкість тепловіддачі - від площі його поверхні. При збільшенні розмірів організмів об'єм тіла зростає швидше, ніж його поверхня, так що в холодних широтах вигідно бути більшим. Виступаючі частини тіла, в свою чергу, сильно збільшують поверхню і слабо збільшують обсяг, так що заради економії тепла вуха, ноги та інше повинні бути поменше.
Досить довго вважалося, що правила Аллена і Бергмана виконуються і для людей, і тому у екваторіальних і тропічних народів руки і ноги будуть довшими, а у північних - коротшими. Крістен Савейл (Kristen R. R. Savell) і її колеги ще раз перевірили це на людях з Північної Африки, з так званої Чорної Африки, яка лежить на південь від Сахари, з Європи і з Арктики - всього 14 популяцій і 400 індивідуумів.
Кінцівки порівнювали не цілком, а по кістках: плечові та променеві кістки в руках, стегнові та великі берцеві кістки в ногах. Щодо променевої і великої берцової кісток все підтвердилося: вони дійсно вкорачувалися при русі на північ. Стегнова кістка теж змінювалася в розмірі, проте, як йдеться в статті в PNAS, зміни в ньому не були пов'язані з навколишнім кліматом.
Що ж до плеча, то воно, всупереч правилу Аллена, у північних популяцій ставало довшим, а не коротшим - на думку авторів роботи, тут свою роль зіграли генетичні взаємовпливи: укорочення променевої і великої берцевої кісток через якийсь внутрішній молекулярний механізм спровокували подовження плечової кістки.
Тут варто зауважити, що правило Бергмана (і що примикає до нього правило Аллена) зовсім не універсальне - з нього є винятки, і зараз про нього говорять, що воно носить статистичний характер і чітко проявляється лише за інших рівних умов. На розміри тварин впливають й інші фактори, крім температури, а пристосовуватися до суворого клімату можна різними способами, наприклад, переналаштовуючи свою біохімію.
У випадку з різними людськими популяціями видно, як одна ознака (довжина кінцівок) розпадається на кілька (довжина різних кісток), так що правило може діяти і не діяти в межах одного і того ж виду, і що розглядаючи такі комплексні ознаки, слід завжди пам'ятати про вплив генів один на одного.
Все це, очевидно, відноситься не тільки до рук і ніг, а й до інших характерних особливостей організму, чию еволюційну історію ми намагаємося відновити.