Марк Либерман

Марк Либерман — американский учёный, палеоантрополог и профессор Гарвардского университета, известный своими исследованиями эволюции человека, биомеханики бега и связи физической активности с формированием анатомических особенностей рода Homo. Основное направление его работ — изучение того, как естественный отбор формировал опорно-двигательный аппарат предков современного человека, в частности способность к длительному бегу на выносливость.

Биография

Марк Либерман родился в 1965 году в городе Бангор, штат Мэн, США. Получил степень бакалавра в Гарвард-колледже в 1988 году, где изучал биологию человека. Магистерскую (1990) и докторскую (1993) степени он защитил в области биологической антропологии в Калифорнийском университете в Беркли. После постдокторантуры в Институте эволюционной антропологии имени Макса Планка в Германии вернулся в Гарвард в качестве профессора. С 2000 года возглавляет лабораторию скелетной биологии и биомеханики (Skeletal Biology and Biomechanics Lab) на кафедре эволюционной биологии человека Гарвардского университета.

Научная деятельность

Исследование эволюции бега

Наибольшую известность Либерману принесла «гипотеза бега на выносливость» (endurance running hypothesis), которую он совместно с палеоантропологом Деннисом Брэмблом впервые сформулировал в статье, опубликованной в журнале Nature в 2004 году. Гипотеза утверждает, что способность к длительному бегу на большие расстояния возникла у ранних представителей рода Homo около 2 миллионов лет назад в результате естественного отбора. Согласно этой теории, бег был критически важен для охоты на крупных млекопитающих методом загнания до изнеможения (persistence hunting) в условиях африканской саванны, а также для быстрого доступа к падали или источникам воды.

Либерман и его коллеги выделяют ряд анатомических особенностей Homo erectus и более поздних гоминид, которые, по их мнению, являются адаптациями к бегу, а не только к ходьбе:

• Сухожилие свода стопы (ахиллово сухожилие), способное накапливать и отдавать эластичную энергию.
• Развитая ягодичная мышца, стабилизирующая корпус при одноногой фазе бега.
• Развитые полукружные каналы внутреннего уха для поддержания равновесия.
• Отсутствие длинного волосяного покрова для эффективного потоотделения.
• Увеличенный по сравнению с австралопитеками поясничный отдел позвоночника.

Исследования биомеханики стопы и обуви

Второе ключевое направление работ Либермана — влияние современной обуви на биомеханику бега и здоровье стопы. Он является автором многочисленных исследований, сравнивающих бег босиком и в специализированной обуви (кросcовках с амортизацией). В 2010 году он опубликовал знаковую работу, показавшую, что большинство современных бегунов, использующих обувь с толстой подошвой и приподнятой пяткой, приземляются сначала на пятку (heel-strike). Это приводит к более высоким ударным нагрузкам на суставы (колени, тазобедренные и позвоночник) по сравнению с бегом босиком, при котором естественным является приземление на переднюю часть стопы (forefoot-strike). Либерман предположил, что именно изобретение кроссовок с амортизацией в 1970-х годах стало косвенной причиной эпидемии травм у бегунов-любителей. Он не призывал к полному отказу от обуви, но активно популяризировал концепцию «минималистичной обуви» (minimalist shoes), которая имитирует механику босого бега.

Палеоантропология черепа

Помимо биомеханики, Либерман занимается изучением эволюции черепа гоминид. Его работы касаются роста и развития костей черепа, механизмов функциональной адаптации жевательного аппарата и того, как переход к каменной обработке пищи повлиял на мозговой отдел черепа. Он является автором книги «The Evolution of the Human Head» («Эволюция человеческой головы», 2011), где рассматривается взаимосвязь между изменениями лица, черепа и мозга в процессе эволюции рода Homo. Либерман использует методы экспериментальной биомеханики и сравнительной анатомии, в частности, на животных моделях (грызуны, свиньи) для моделирования нагрузок на лицевой скелет.

Публичная деятельность и популяризация науки

Либерман — активный популяризатор науки. Он регулярно даёт интервью, читает публичные лекции и выступает на конференциях (в том числе на TED-конференциях, в 2012 и 2015 годах), рассказывая о связи физической активности с эволюцией здоровья человека. Его книга для широкой аудитории «The Story of the Human Body: Evolution, Health, and Disease» («История человеческого тела: эволюция, здоровье и болезни», 2013) была переведена на десятки языков, включая русский. В ней он связывает современные «болезни цивилизации» (ожирение, диабет 2 типа, остеопороз, плоскостопие) с несоответствием между образом жизни человека XXI века и той средой, к которой его тело адаптировалось в процессе эволюции. Либерман придерживается гипотезы «эволюционного несоответствия» (evolutionary mismatch).

Критика

Гипотеза бега на выносливость и другие работы Либермана подвергались критике со стороны ряда палеоантропологов и физиологов. Основные возражения:

1. Отсутствие прямых доказательств. Критики отмечают, что способность к бегу сомнительно доказывать на ископаемом материале, где сохраняются только кости. Метод загнания до изнеможения (persistence hunting) задокументирован у современных охотников-собирателей (например, у бушменов калхари и тараумара), но нет археологических свидетельств того, что этот метод практиковали гоминиды 2 миллиона лет назад.
2. Энергетические затраты. Некоторые исследования показывают, что бег на выносливость энергетически очень затратен, и его эффективность для охоты сомнительна. Альтернативой считается собирательство падали (scavenging) или короткие спринты с метательным орудием.
3. Вопросы по биомеханике. Критикуется утверждение, что бег босиком на переднюю часть стопы принципиально снижает риск травм. Исследования показывают, что травмы возникают при любом типе приземления, и переход на бег босиком требует длительной адаптации, которая сама по себе может быть травмоопасной.

Основные публикации

• Lieberman, D. E., & Bramble, D. M. (2004). The evolution of running endurance. Nature, 432(7015), 345–352.
• Lieberman, D. E., et al. (2010). Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature, 463(7280), 531–535.
• Lieberman, D. E. (2011). The Evolution of the Human Head. Harvard University Press.
• Lieberman, D. E. (2013). The Story of the Human Body: Evolution, Health, and Disease. Pantheon Books.

Источники

• Bramble, D., & Lieberman, D. (2004). «Endurance running and the evolution of Homo». Nature.
• Lieberman, D. (2013). «The Story of the Human Body». Pantheon Books.
• Lieberman, D., Venkadesan, M., Werbel, W., et al. (2010). «Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners». Nature.
• Lieberman, D. (2011). «The Evolution of the Human Head». Harvard University Press.
• Hatala, K., et al. (2013). «The footprints of early hominins and the evolution of human gait» (критический разбор гипотезы).
• O’Keefe, J., et al. (2016). «Ten things we know about the evolution of the human body» (сборник мнений коллег).