Dvounozí vytrvalci: Kdy se z lidského druhu stali běžci?

Běh pro nás znamená stejně přirozený pohyb jako chůze, což z něj spolu s jeho finanční nenáročností i zdravotními přínosy dělá jeden z nejoblíbenějších a nejmasověji provozovaných sportů. Zatímco někdo se spokojí s pár kilometry za týden, jiní se pravidelně vydávají na půlmaratonské, maratonské i ultramaratonské tratě. Zároveň platí, že zdolat takto pár stovek metrů není pro člověka problém, ani když se běhu vůbec nevěnuje. Na rozdíl od mnoha jiných činností se utíkání nemusíme složitě učit. Tvoří natolik nedílnou součást našeho života, že se nad jeho existencí a podobou takřka nezamýšlíme a vnímáme ho jako přirozenou funkci těla. Když však běhání lidí srovnáme s různými formami zvířecího pohybu, přestane působit samozřejmě a získá punc neobvyklosti.

Pomalí, ale vytrvalí

Na rozdíl od šimpanzů, goril či orangutanů dokáže člověk běžet i několik hodin v kuse, aniž by se přehříval, zadýchával nebo spotřebovával neúměrné množství energie. Ve srovnání s mnoha jinými savci je ovšem až směšně pomalý: Vyvine maximální rychlost necelých 45 kilometrů za hodinu, zatímco kůň dokáže běžet skoro dvakrát rychleji a gepard téměř třikrát. Z hlediska vytrvalosti však lidé platí za přeborníky a jen těžko hledají konkurenci. Jak a proč k podobnému vyhranění došlo? Odpověď musíme hledat v evolučních tlacích, které v dávné minulosti formovaly naše předky.

Ačkoliv se dřív někteří badatelé domnívali, že máme blíž ke gorilám než k šimpanzům, genetické analýzy jasně ukázaly, že nejbližší příbuzné člověka představují druzí jmenovaní. Předpokládá se, že náš společný předek žil před 5–8 miliony let v afrických pralesích, kde se živil převážně rostlinnou stravou. Podobně jako šimpanzi se přitom zřejmě také pohyboval: Pokud už sestoupil z větví na zem, chodil po čtyřech a opíral se o klouby prstů předních končetin. Většinou se nevydával příliš daleko, neboť potravy bylo všude kolem dost, a běhal jen výjimečně. Šlo spíš o sprintera než vytrvalce, protože delší vzdálenosti zdolávat nepotřeboval.

A pak se ochladilo…

Oproti zmíněnému dávnému prapředkovi se dnes pohybujeme výrazně odlišně: Nejenže zrovna nevynikáme v lezení po stromech, ale na rozdíl od všech svých příbuzných z řad primátů obvykle chodíme po dvou, pravidelně překonáváme relativně dlouhé vzdálenosti, a dokonce běháme. Proč jsme se tolik odlišili? V minulosti se vynořila řada hypotéz, jež se danou záhadu snažily rozluštit – třeba že k uvolnění rukou došlo, aby mohl člověk vyrábět nástroje, manipulovat s nimi či přenášet potravu. Většinou však uvedené teze ve světle vědeckých faktů neobstály: Po zadních končetinách totiž lidé začali chodit mnohem dřív, než se naučili používat nástroje.

Zdá se, že k nejvýznamnějším příčinám našeho evolučního odklonu patřila výrazná změna klimatu. V pozdním miocénu, před 5–7 miliony let, se zásadně ochladilo, což ovlivnilo většinu ekosystémů planety. I když ledovce do Afriky nezasahovaly, pralesy se v důsledku ochlazení začaly zmenšovat. Úbytek vhodných stanovišť zasáhl mnoho živočišných druhů obývajících okraje tehdejších porostů, takže pak měly jen dvě možnosti: přizpůsobit se, nebo vyhynout. V otevřenější krajině už se potrava nenacházela v bezprostřední blízkosti, a kvůli obživě tak bylo nutné zdolávat větší vzdálenosti a cestovat po zemi, kde na primáty číhali nejrůznější predátoři.

Kousek po kousku

Potíž tkvěla v tom, že pohyb po čtyřech, tak jak ho praktikují šimpanzi či gorily, je energeticky poměrně náročný a v době měnícího se klimatu nebylo kalorií nazbyt. Právě zde se tak možná před miliony let zrodila schopnost chodit po dvou končetinách neboli bipedie. Při porovnání člověka a šimpanze se zjistilo, že druhý jmenovaný potřebuje k překonání téže vzdálenosti čtyřikrát víc energie, což představuje opravdu významný rozdíl. Naši předkové samozřejmě ještě natolik efektivní nebyli, ale i malá úspora mohla v období nedostatku znamenat zásadní evoluční výhodu.

Přechod k bipedii se neodehrál ze dne na den a vyžadoval řadu anatomických změn. První bipední hominini ještě nechodili jako my a stále se bez problémů pohybovali ve větvích. Jejich tělo se však postupně modifikovalo: Změnil se tvar pánve a kyčlí a v souvislosti s tím i poloha dolních končetin či velikost kloubů. Kolena už nevyčnívala do stran, ale nacházela se svisle pod pánví. Začala se také objevovat nožní klenba, která zpevňuje chodidlo a usnadňuje odraz od země. Zvětšila se patní kost a palec nohy se postupně dostal do rovnoběžné pozice vůči ostatním prstům. K dalším adaptacím umožňujícím vzpřímený postoj a bipední pohyb se řadil vertikálně orientovaný krk či prohnutí bederní páteře. Většina popsaných změn byla v určité formě patrná již u australopitéků a dál se rozvíjela u prvních zástupců rodu Homo – člověka zručného a zejména vzpřímeného, který se objevil asi před dvěma miliony let a chodil už téměř jako moderní lidé. 

Na cestě za mršinou

Když člověk začal chodit po dvou, zásadně to ovlivnilo jeho další evoluci: Volné ruce totiž mohl použít k výrobě a zacházení s nástroji, k efektivnějšímu vyhledávání a sběru potravy nebo k přenášení různých břemen. Dokázal tak získat víc energie než jeho konkurenti, což mohlo podnítit zvětšování mozku a růst kognitivních schopností. Ty zas umožnily vytvářet dokonalejší nástroje, lépe se chránit před predátory a ještě účinněji získávat potravu. Mozek je však energeticky mimořádně náročný: V případě moderního člověka spotřebuje 20 % veškeré energie, přestože zaujímá jen 2 % tělesné hmotnosti.

Přijímat živiny výhradně z rostlinné stravy tak přestalo být únosné, a snad i proto lidé asi před 2,6 milionu let začali konzumovat maso. Nejprve pravděpodobně pouze obírali mršiny, ale postupně se naučili lovit. Přesto bylo potřeba, aby se někteří členové skupiny pro případ neúspěchu lovců dál věnovali sběru. Objevila se tedy dělba práce, nutnost propracovanější komunikace a prohlubování sociálních vztahů ve skupinách.

Při hledání potravy museli lidé pěšky překonávat velké vzdálenosti, a to i navzdory horkému klimatu. Přehřívání pak zabraňovalo několik adaptací: Tělo zeštíhlelo, takže se snáz ochlazovalo potem. Díky vzpřímené chůzi nedopadaly sluneční paprsky na celá záda, ale pouze na hlavu a ramena. Běh potom přicházel na řadu, když se na scéně objevil predátor. 

Bipední pohyb měl ovšem kromě výhod i jisté nedostatky – mimo jiné naše předky výrazně zpomalil a připravil je o mrštnost, takže například nedokázali prudce zatáčet. Co však ztratili na sprinterských schopnostech, to získali na vytrvalosti. Pravděpodobně už zástupci druhu Homo erectus zvládali v horkém podnebí mírným tempem běžet velmi dlouho a podle některých badatelů mohla zmíněná dovednost souviset s přechodem k masité stravě. Díky běhu se totiž lidé dostali k mršině rychleji, než ji vyčenichali ostatní mrchožrouti.

Nohy jako pružiny

Podle amerického paleoantropologa Daniela E. Liebermana se souvislý běh mírnou rychlostí uplatnil také při vytrvalostním lovu: Skupina lovců si obvykle vyhlédla vhodnou kořist, načež ji v horku začala pronásledovat a přinutila ji k rychlému útěku. Přehřáté zvíře pak hledalo útočiště ve stínu, ale lovci jej záhy vystopovali a štvanice začala nanovo. Nahánění mohlo trvat i několik hodin, dokud se kořist následkem enormního zvýšení tělesné teploty nezhroutila. Hlavní výhoda člověka zde spočívala právě v efektivní regulaci tělesné teploty pocením, což usnadňovala i ztráta husté srsti. Štvaný živočich se na druhou stranu mohl zchladit jen hlubokým oddechováním, k němuž ovšem nedostal příležitost.

Je tedy možné, že evoluce vytrvalostního běhu u člověka souvisela s tím, že do svého jídelníčku přidal maso. Běh po dvou se však od chůze zásadně liší: Nohy při něm fungují spíš jako pružiny, které se nejprve stlačí, načež se po odrazu od pevného povrchu vymrští. Jedná se o energeticky účinný pohyb, jenž si vyžádal vlastní sadu adaptací. Kromě plného vyvinutí nožní klenby či mohutných hýžďových svalů k nim patřila zejména velká Achillova šlacha, sloužící k opakovanému ukládání a uvolňování energie. 

Chybět nesměla ani řada stabilizačních mechanismů, díky nimž při běhání nepřepadneme a navzdory prudkým pohybům nemáme roztřesený pohled. Vytrvalostnímu běhu se podle všeho uzpůsobilo i dýchání: Zatímco u různých čtyřnožců je při něm frekvence nádechu a výdechu synchronizovaná s krokem v poměru 1 : 1, u člověka jde nejčastěji o poměr 1 : 2, respektive až 1 : 4 u dobře trénovaných sportovců.