Ребра, расположенные под новым углом, стали меньше служить подпорками для позвоночных дуг в грудной клетке. Опора всего веса на два вращающихся тазобедренных сустава не так устойчива, как при четырехногой форме опоры. Наконец, пружинящее действие ног ослаблено благодаря более вертикальной регулировке нескольких частей, заменяющей смещающиеся диагонали задних ног четвероногих.
Механическое значение этого изменения в относительных осях ног и позвоночника не осознается до конца, пока движение человеческого тела не сравнится с движением четвероногих. Животное, отклоняясь назад на задних ногах, получает рычаг, необходимый для пружины или для начала энергичного бега. Горизонтальное расстояние между суставами его ног обеспечивает необходимое пространство. У человека это пространство уменьшено в коленях и лодыжках, а в тазу - до очень маленького промежутка между крестцово-подвздошными суставами и головками бедренных костей.
КОМПЕНСАТОРЫ ДЛЯ ДВУНОГИХ
Однако эти недостатки с лихвой компенсируются тем, что именно эти изменения в переносе веса, и особенно новые маршруты через тела позвонков, позволяют сформировать четыре противоположных изгиба позвоночника, благодаря которым позвоночник может функционировать в вертикальном положении.
Рис. 14. Равновесие в движении. (Из Везалия.)
В двуногом положении вращательные суставы бедер, а значит и ноги, получают более широкий диапазон движений, хотя опора менее устойчива, чем в прежнем варианте. Свобода рук от нагрузки придает им тот значительный размах, которого они не имели бы в ином случае. Ни одно четвероногое не может двигать передними и задними ногами так далеко от центра в обе стороны, как человек, и многие из них не могут двигать конечностями намного выше спины.
Рис. 15. Тазовый свод, показывающий его глубину и глубину бедренных суставов.
Помимо рук, таз и ноги претерпели наибольшие изменения по сравнению с четвероногими из-за изменившейся природы механической задачи. Вместо того чтобы формировать поперечную часть, опирающуюся на две стойки под одним концом спинной балки, таз теперь является основанием для целой колонны грузов. Чтобы понять, каким образом вес одновременно поддерживается тазом и передается через него на нижележащие подвижные опоры, мы снова обратимся к инженерному искусству - на этот раз к мостостроению. Схема человеческого таза напоминает короткий консольный мост, в котором вес, передаваемый на один конец, поддерживается на другом конце.
В вертикальном положении пространство в тазу между точками приложения веса на крестце и точками опоры на бедренных суставах заставляет силы действовать через таз подобно силам консольного моста. Силы сжатия действуют через сросшиеся кости таза таким образом, что требуют сбалансированного действия всех растягивающих элементов, идущих вверх от передней части тазовой дуги, и стяжек, укрепляющих внутренние стороны дуги. Равное действие этих сил сжатия и растяжения обеспечивает сбалансированную регулировку весов в крестце и на головках бедренных костей.
Тазовый мост соединен со своими опорными пьедесталами вращательными суставами, которые обеспечивают движение в трех плоскостях. Эти суставы расположены дальше кпереди, чем принято считать, поскольку центры вертлужных впадин, в которые вставляются головки бедренных костей, находятся на расстоянии всего одной руки друг от друга по всей передней части таза. Такой тип сустава дает максимальную свободу для разнообразных регулировок, необходимых для перемещения тяжестей тела и для противостояния постоянным толчкам, возникающим при различных ударах о землю при каждом шаге. Сила этих ударов или толчков равна силе, с которой тело-вес ударяется о землю, и она зависит от величины веса, расстояния, которое он проходит, и его скорости. То, что действие и реакция равны и противоположны, можно оценить, когда мы наступаем на бордюр, который выше или ниже, чем мы ожидали. Толчок ощущается всем телом. Механизмы, которые служат нам при ходьбе, привыкают к обычной высоте бордюров, а мышцы автоматически готовятся к поглощению этих толчков. Ощущение толчка возникает из-за неготовности мышц приспособить механизмы к неожиданности.