股四頭肌為什麼有四個頭,股二頭肌只有兩個頭?是不是和進化有關係?
就如肱三頭肌為什麼有三個頭,肱二頭肌只有兩個頭?
股四頭肌有內外直中四個頭,股二頭肌有長短兩個頭。
人類是怎樣進化成這樣的?是不是和兩足前行有關係?
比如馬,它們的屁股,其實是類似於人體股二頭肌的大腿後側鏈肌肉,非常大。
四肢前後側肌肉的力量比例是否和其移動自身的形式相關?
「頭」的多少是否能說明其對於人體的重要性?
為什麼股四頭肌是人體最強壯的肌肉?
「頭」越多力量越大嘛?
謝邀
15年年底的新發現,股四頭肌,實際應該有五個頭,多發現的一個頭叫股中間張肌,因為有獨立腱膜併入股四頭肌肌腱,所以被認為是獨立的一個頭。
而後面對應的股後肌群,也就是腘繩肌,也是四個部分:半腱肌,半膜肌,股二頭肌長頭,股二頭肌短頭,也就是說,前側是類同功能一組肌肉四個部分,後側是 類同功能三組肌肉四個部分。
那麼人類腿部肌肉是現在這個前後比例,確實和進化成直立行走相關。 我們先來看四足動物的移動模式:趾行其實是最基礎的模式,跖行是異化的方式,和樹棲史有關,目前跖行的動物 猿和熊兩大類,在進化史上都有樹棲史。而蹄行是趾行的高度特化。 而四足動物的腿部肌肉比例是,臀大肌很小,相對而言臀中肌更發達,股四頭肌明顯小於腘繩肌。
我們來看幾張馬的腿部肌肉圖:
第一張圖我們看不到馬的股四頭肌,但是可以看到 腘繩肌巨大。
這張圖我們可以看到,馬的股四頭肌不小,但明顯小於腘繩肌,而且非常短。
然後我們分析下四足動物的移動方式,其實肌肉發達和快速移動關係比較大,慢速步行的需求並不高。 四足動物後肢在移動中,髖關節 是由大(角度)屈,伸到 小屈,膝關節是從微屈,到直。 也就是說,伸髖肌是做一個較長距離,較大力矩的發力做功,而伸膝肌是做一個很短距離,較小力矩的高速發力做功,在比例上,趾行動物的股骨佔全腿的三分之一不到,而跖行動物約佔二分之一,而四足動物奔跑時,腘繩肌的力矩是影響到趾,或者蹄這個長度。前側肌肉力矩僅僅是到踝關節這個長度。 所以它們在奔跑時,伸膝的做功,就類似我們投擲時上肢在最終加速階段用力。而股後側肌群則象投擲時下肢做的功。所以它們的後側更為發達。
而人類的快跑狀態,雖然也把脊椎前傾,但髖關節的動作 是 由 半屈,到伸直,甚至到超伸的。
這跟雙足的袋鼠完全不同
袋鼠的雙足模式可以看成是四足模式基礎上的異化,人類的雙足奔跑 雖然接近 雙足恐龍的步態,
但根本上仍然是不同的, 因為人沒有巨大的尾巴保持平衡,也沒有尾股長肌 來象暴龍那樣以伸髖為主來奔跑。 人的奔跑更象是,向前上方不斷的短距離跳躍。 因此 快速伸膝的股四頭肌更為發達就不奇怪了。
人的這種方式可以看作在哺乳動物通用的四足模式下強行改成雙足模式,而在短進化史中快速適應的產物,相對而言,就是損失了大量的瞬間輸出功率, 當然塞翁失馬,損失最大功率,反倒可以減少長時間輸出的功耗,也算是人類的一大優點吧。
謝邀。這麼exciting的問題,即使喝多了也要來拋磚引玉一下……以下內容皆系喝多了之後的胡言亂語,如有不同意見請點反對+沒有幫助。
首先,骨骼肌是由中胚層分化而來,所以在進化史上,要到早寒武紀扁形動物(最早的三胚層動物)出現以後,才有了專門負責收縮產生力量的肌肉細胞(雙胚層動物貌似是以外胚層發育的表皮兼職肌肉的功能……)。而類似於人類的肌肉分布,則是從兩棲動物(最早具備肢體和內骨骼的動物)開始出現的,例如青蛙的肌肉,已經和人類的肌肉很相似了:
(圖片來源:揚州大學動物學精品課程網站揚州大學動物學精品課程歡迎您! )
至於某塊肌肉有多少個頭的問題,我認為主要是由鄰近關節活動的靈活度決定的。如果你仔細觀察一下,就會發現四肢「X頭肌」的「多頭」一端都是位於肢體的近端(也就是靠近軀幹的一側),這是因為肩關節和髖關節是人體活動範圍最大的兩個關節,可以做出屈、伸、內收、外展、旋內、旋外、環轉多種動作,所以附著在其周圍的肌肉就得多分化出幾個頭(或者一塊肌肉分成幾塊)來各司其職,分別完成不同的動作。而肘、膝關節只能做出屈、伸和一定幅度的旋轉動作,相應地,附著在其周圍的肌肉就不需要分化出那麼多頭來了。
但具體到一塊肌肉有幾個頭這樣的細節上,個體的差異還是很大的。去年有朋友邀請我回答一個問題:
為什麼現代醫學又重新發現了一塊人體肌肉?(有鏈接)? - 知乎
這個問題我並未回答,因為「某塊肌肉的形態和教科書上寫的不一樣」並不是什麼新鮮事。早在02年的時候,我就曾經在北醫圖書館的一本解剖學書籍中看到如下的數據(數據來源於國內醫學研究者對數百具屍體進行解剖觀察後的統計,精確值現已記不得,只記得一個大概值):
1)大約8%的人的肱三頭肌有第四個頭;
2)大約23%的人的肱二頭肌有三個、四個甚至五個頭;
3)大約55%的人沒有獨立的梨狀肌,而是與臀部其他肌肉合為一體。
但書中並未進一步詳細說明這些異常是由先天遺傳導致,還是後天發育的結果,也沒有提及多出來的這些頭附著在什麼位置,對肌肉的收縮性能等又有什麼影響,只是要讀者們正確認識人體的多樣性, 不要一發現某塊肌肉的形態和教科書上講的不一樣就大驚小怪,想要搞個大新聞,說教材上的內容是錯的,把教材批判一番。
至於為什麼有些人的肌肉形態與常人有異,我認為這是因為一塊肌肉的形態雖然主要是由先天遺傳決定,但是也要考慮到後天發育的影響:
先天遺傳的作用——有些人的身上會殘留一些在進化中已經消失了的肌肉,例如鎖骨下肌,這塊肌肉只在四肢著地行走時發揮作用,人類直立行走後普遍消失。相應地,某塊肌肉「多了幾個頭」或「和其他肌肉合併了」可能也是類似的成因——幾百萬年前它本來就有這麼多頭/沒有分離出來。
後天發育的影響——肌肉在胚胎階段的發育大致如下(憑回憶寫的,可能有錯誤):
1)間質細胞拉長,形成肌肉母細胞;
2)許多肌肉母細胞融合成肌管(所以骨骼肌細胞有許多細胞核);
3)肌管進一步拉長形成肌原纖維,肌原纖維再發育成肌纖維。
在這個過程中,如果身體的其他部分發育出現異常,就有可能影響肌肉的發育。例如著名的「波蘭綜合征」,就是由於胚胎在發育過程中鎖骨下動脈發育不良或缺如,導致胸大肌發育不良甚至缺失,伴發肋骨缺失、脊柱側彎、肩胛下垂、手指合併等畸形。
所以,既然胚胎期血管發育不良會導致相應的肌肉發育不良甚至缺失,那麼在發育期血管如果「多長了幾根」,會不會導致相應的肌肉也隨之異常發育,甚至多出幾個頭呢?
歡迎對此有研究的朋友們加入討論!
謝邀!
近年來有解剖學研究和CT顯像示股四頭肌其實有五個頭,骨骼肌是動力器官,其附著點是為了更快更方便的實現骨移動,也就是為實現動作服務。人從爬行進化到直立行走,由於運動的方式的改變,肌肉的發達程度也隨之改變。
最近太多事情,待稍閑些了來細答。
這一拖就是大半個月,實在不好意思。前面兩位的回答已經很精彩,在下知識有限,只能稍作補充了,如有錯處,還請指正。
對於這個問題,我們只能在現有的理論(進化論和形態學)上由果推因。
先來看看這幾個多頭肌的具體形態
肱二頭肌
作用:屈肘關節;當前臂在旋前位時,能使其旋後。 此外還能協助屈肩關節。
肱三頭肌
作用:伸肘關節,長頭還可使肩關節後伸和內收。
肩關節
股四頭肌
作用:是膝關節強有力的伸肌,股直肌(下圖4)還能屈髖關節。
股二頭肌
作用:屈膝關節和伸髖關節
髖關節
前鋸肌
頭挺多的,類似頭多的肌肉還有很多
好了,現在我們來大致分析下
肱二、三頭肌多頭端在肩關節,而到肘關節肌腱則匯合至一處;股四、二頭肌多頭端在髖關節,而到膝關節肌腱同樣匯合至一處;肩、髖關節活動方式較肘、膝關節更豐富,多頭的存在及附著點的不同是為了實現這樣的運動而存在,同時對相應的關節進行一個加固。單憑關節固有的韌帶的保護,想要實現複雜運動,特別是力量型運動,韌帶的力量就薄弱了,即便有肌肉的保護,肩、髖關節仍舊不是穩固的(因為需要滿足活動方式,在一定的部位就存在了缺陷~完美似乎很難存在)。
另外在人體中像前鋸肌那般多頭的肌肉其實挺多的,但在肌肉的粗壯程度和力量上是不如上下肢肌肉,所以肌肉頭的多少與力量不成正比
肌肉頭的存在與相關係的關節的運動形式及結構有密切關聯,同時與肌肉的功能密切關聯,四肢肌兼具力量與穩固形態,軀幹肌主打保持人體直立的狀態
四肢前後群肌肉力量的變化
@桑玉丸的回答已經十分飽滿
我就簡單說一點,在人類中,由於直立性行走,脊柱形態發生變化(動物脊柱整體呈拱形利於快速奔跑,後肌群的發達也是實現這一個目的;人類則是成人的脊柱在矢狀面成雙s形彎曲,脊柱側面觀,有頸、胸、腰、骶4個生理性彎曲,為直立行走的人類提供了強大支持,而且具有彈性。)人類的行走及奔跑均以屈髖屈膝為主,直接導致前肌群的運動增加,力量加強;動物則以奔跑為主,動物在奔跑時以著地後伸髖伸膝過程中後肌群產生力量為主,如上圖紅色折線示。用進廢退,人類的下肢後肌群就薄弱了。
其實只為了說下面這一句:
因此提醒長跑的同志注意稍稍鍛煉下後肌群,以避免股二頭肌的損傷,跑步過程中,腳著地的過程盡量做到自然。
至於是如何進化而來的,這個問題可能與「人是怎樣產生的?」一樣,很難有回答
由果推因,我們只能說這樣的結構可能最合理,雖然有缺陷。
前些天去看了異形:鍥約,看到了對人類產生的一種思考,無論怎樣思索與考證,我們知之甚少;前段時間還看到一個消息,"【觀察者網綜合報道】日前,考古學家在葡萄牙南部阿羅埃拉洞穴發現了40萬年前人類頭骨化石,或改寫整個人類進化史。"
為什麼股四頭肌是人體最強壯的肌肉?
「頭」越多力量越大嘛?
對於最後這兩個問題,可能描述不準確,因為對於肌肉有不同的力量測量方法。有絕對力量(最大力量),動強度(重複運動),彈性強度(施加快力),耐力強度(耐疲勞)。
心肌和咀嚼肌的力量不容小覷。
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