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Comment le corps humain a évolué pour lancer des balles rapides

Les humains ont un certain nombre de capacités spéciales que ne partagent pas les autres primates. Être capable de marcher continuellement sur deux jambes pourrait être la première chose qui me vient à l’esprit. La capacité à parler, à produire un langage écrit et à engager un raisonnement complexe en est un peu plus.

L’une de nos compétences les plus remarquables, cependant, pourrait être celle que vous envisagez rarement en dehors des contextes sportifs: la capacité de lancer de petits objets rapidement et durement.

Après tout, les chimpanzés sont à peu près deux fois plus forts que les humains, livre pour livre, et peuvent sauter environ un tiers plus haut que nos meilleurs athlètes, mais ils ne peuvent lancer un objet qu’à une trentaine de kilomètres à l’heure, bien plus lentement qu’une personne moyenne. un joueur de baseball professionnel (qui jette généralement dans les années 90 ou même 100 ans).

Pourquoi nos corps sont-ils particulièrement aptes à lancer des objets? Une nouvelle étude publiée aujourd'hui dans Nature par des chercheurs de Harvard et d'ailleurs suggère que nos ancêtres ont développé cette capacité inhabituelle il y a environ deux millions d'années pour améliorer leurs prouesses en matière de chasse. La compétence nouvellement développée a probablement aidé les premiers hominidés à lancer plus efficacement des roches ou des morceaux de bois aiguisés sur leurs proies.

L'étude a débuté par une analyse biomécanique de ce qui se passait exactement lors du mouvement de lancer humain, qui a été réalisée à l'aide d'un système de capture de mouvement infrarouge (la même technologie souvent utilisée pour créer des mouvements humains réalistes dans les jeux vidéo) afin d'examiner les livraisons de 20 étudiants universitaires. joueurs de baseball de haut niveau avec 8 à 10 lancers. Lorsqu’on lance une balle, l’épaule d’une personne peut tourner extrêmement vite (à 9 000 degrés par seconde, c’est le mouvement le plus rapide du corps humain), et les calculs antérieurs des chercheurs avaient montré que cette vitesse ne pouvait s’expliquer par l’énergie emmagasinée. les muscles de l'épaule seuls.

throwside2.gif (La nature)

Leur analyse a montré que le niveau remarquable de vitesse généré lors du mouvement de lancement ne serait pas possible sans les tendons et les ligaments flexibles qui entourent l’épaule. «Lorsque les humains lancent, nous tournons d'abord les bras en arrière, loin de la cible. C'est durant cette phase d'armement des bras que les humains étirent les tendons et les ligaments en traversant leur épaule et stockaient de l'énergie élastique », a déclaré Neil Roach, anthropologue biologique et principal auteur de l'étude, dans un communiqué de presse. "Lorsque cette énergie est libérée, elle accélère le bras en avant, générant le mouvement le plus rapide du corps humain, ce qui permet un lancer très rapide." En un sens, ces tendons et ligaments extensibles agissent comme l'élastique dans une fronde, stockant progressivement l'énergie et ensuite le relâcher tout à la fois.

Les chercheurs ont également découvert que nous pouvions utiliser nos tendons et ligaments d'épaule de cette manière en raison de plusieurs caractéristiques anatomiques que nous avons toutes et que nous ne partageons pas avec d'autres primates. D'une part, nos épaules basses tournées vers l'extérieur permettent une plus grande liberté de mouvement que celles des chimpanzés dirigées vers l'intérieur. De plus, nos tailles hautes et mobiles nous permettent également de faire pivoter notre torse plus facilement, ce qui nous permet d’armer nos bras lanceurs plus loin en arrière, par rapport à nos jambes.

L’importance de ces caractéristiques et l’importance globale d’un large éventail de mouvements dans la production de lancers rapides ont été confirmées lorsque les chercheurs ont placé des épaulettes sur les joueurs de baseball et les ont laissés tanguer. Leur souplesse réduite, la vitesse de leurs lancers a diminué en moyenne de 8%.

épaules tournées vers l'extérieur Nos épaules plus basses, tournées vers l'extérieur (à droite), par rapport à nos chimpanzés (à gauche), nous permettent d'utiliser nos pectoraux pour faire pivoter nos bras plus en arrière par rapport à notre torse, générant plus de couple (représenté par τ) et servant l'un des caractéristiques anatomiques qui nous permettent de stocker de l'énergie élastique dans nos tendons et nos ligaments. (Image via Nature / Roach et al.)

Les chercheurs disent que l'évolution des caractéristiques anatomiques qui distinguent nos compétences en matière de lancer des chimpanzés remonte à environ deux millions d'années, alors que nos ancêtres appartenaient encore à une espèce différente ( Homo erectus ). S'il est impossible de savoir exactement quelles pressions sélectives ont conduit à leur évolution, les chercheurs ont une idée. «Nous pensons que le lancer était probablement le plus important au début en termes de comportement de chasse, permettant à nos ancêtres de tuer efficacement et en toute sécurité le gros gibier», a déclaré Roach. "Consommer plus de viande et de graisse riches en calories aurait permis à nos ancêtres de développer des cerveaux et des corps plus grands et de s'étendre dans de nouvelles régions du monde - tout cela a contribué à faire de nous ce que nous sommes aujourd'hui."

Finalement, le développement de technologies facilitant la chasse - à commencer par les arcs et les flèches, puis les filets, les lames et finalement les armes à feu - a rendu notre aptitude à lancer des objets très inutile. Mais si les auteurs ont raison, notre capacité à une telle invention découle de l’avantage évolutif que procure le lancer à grande vitesse. En un sens, lancer des javelins, lancer Hail Mary passes et frapper les frappeurs - exploits sportifs qui attestent de nos prouesses physiques en tant qu'espèce - ne sont qu'un vestige de l'évolution de nos ancêtres, conservés par notre moi moderne.

Comment le corps humain a évolué pour lancer des balles rapides