Als je met een chimpansee zou moeten worstelen in een soort bizarre strijd der soorten, zou je ernstig in het nadeel zijn.
Pound voor pound, onze naaste neven in het dierenrijk zijn ongeveer 1.35 keer krachtiger dan de mens, volgens de eerste studie die de onderliggende biologie en mechanica van chimpanseespieren vergelijkt met menselijke spieren, samen met het herzien van eerder onderzoek over het onderwerp.
In termen van springen, duwen, trekken en tillen, zijn mensen inderdaad zwakker dan de meeste primaten, de groep zoogdieren die apen en apen omvat, merkten de auteurs van de studie op.
Maar laat dat je niet klein krijgen. Menselijke spieren hebben ons in staat gesteld om grote afstanden te lopen en te rennen, en ons voorzien van de foerageer- en jachtvaardigheden die ons uiteindelijk tot mens hebben gemaakt.
Deze verschillen in spieren zijn waarschijnlijk ontstaan in de afgelopen 7 miljoen jaar, toen vroege menselijke voorouders meer slow-twitch spiervezels ontwikkelden (die goed zijn voor uithoudingsvermogen) dan fast-twitch spieren (die goed zijn voor snelheid en stoten), volgens Matthew O’Neill, een assistent-professor aan de University of Arizona College of Medicine in Phoenix. O’Neill leidde de onderzoeksgroep die de bevindingen rapporteerde, die vandaag (26 juni) werden gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Eerdere studies hebben aangetoond dat langzame vezels meer bestand zijn tegen vermoeidheid en minder kostbaar zijn om samen te trekken dan snelle vezels,” zei O’Neill. “Wij kunnen dingen doen zoals marathons lopen, in tegenstelling tot chimpansees.”
Dit grotere aantal trage-trekvezels kan zijn geëvolueerd omdat het de vroege mens het voordeel gaf om lange afstanden te kunnen afleggen en te foerageren, en hen in staat stelde om minder te vertrouwen op krachtige bewegingen om te overleven en fit te blijven, zei O’Neill.
Jarenlang hebben wetenschappers vermoed dat chimpansees krachtiger zijn dan mensen, maar dat vermoeden was grotendeels gebaseerd op anekdotisch bewijs. Volwassen chimpansees zijn over het algemeen kleiner dan volwassen mensen; gemiddeld wegen de apen ongeveer 100 pond. (45 kilogram). Daarom is het moeilijk om de kracht van de twee primaten nauwkeurig te vergelijken.
Het idee dat chimpansees en andere apen bovenmenselijke kracht bezitten gaat eerst terug op sterke verhalen van Europese ontdekkingsreizigers in Afrika ten zuiden van de Sahara in het begin van de 19e eeuw en vervolgens op onderzoek in de jaren 1920 van de bioloog John Bauman, die chimpansees in dierentuinen bestudeerde. In een reeks studies, waarvan later werd onthuld dat ze slecht waren uitgevoerd, ontdekte Bauman dat chimpansees gewichten konden trekken die vijf keer zwaarder waren dan die van de meest gespierde footballspelers op de universiteit.
Een bepaalde chimpansee, Suzette genaamd, zou 572 kg hebben getrokken(572 kg) in een vlaag van woede, dat was bijna 10 keer haar lichaamsgewicht, hoewel geen andere studie iets heeft geregistreerd dat in de buurt komt van dat krachtsvertoon.
Het cijfer “vijf keer sterker” bleef decennia lang hangen totdat modernere studies in de jaren 1960 de schatting verfijnden tot ongeveer twee keer sterker. O’Neill’s groep bekeek nog recentere, in het laboratorium gecontroleerde studies naar de massaspecifieke spierprestaties van chimpansees en ontdekte dat de dieren gemiddeld beter presteerden dan mensen met een factor van ongeveer 1,5 bij taken waarbij getrokken en gesprongen moest worden.
Daarna vergeleek de groep de skeletspieren onder een microscoop.
“Een van de voordelen van onze aanpak is dat we alle complexiteiten vermijden die betrokken zijn bij het proberen om maximale prestaties te ontlokken aan een chimpansee met onbekende motivatie of interesse, en in plaats daarvan rechtstreeks naar de meting van het spierweefsel gaat,” vertelde O’Neill aan Live Science.
De onderzoekers ontdekten dat de zogenaamde contractiele eigenschappen van menselijke en chimpansee skeletspiervezels – dat wil zeggen, hoe spiervezels twee gewrichten samen trekken om het lichaam in staat te stellen om op te tillen of te bewegen – vergelijkbaar zijn.
Menselijke skeletspieren verschillen echter in vezellengte en eiwitsamenstelling, zo bleek uit de studie. Chimpanseespieren bevatten een evenwichtige mix van drie varianten van een eiwit genaamd MHC: I, IIa en IId. Maar menselijke spieren worden gedomineerd door de MHC I-variant. Deze variant maakt langzamere spiertrekkingen of samentrekkingen mogelijk, wat belangrijk is voor het uithoudingsvermogen en het behoud van energie.
Uit computersimulaties van de onderzoekers bleek dat deze verschillen in spiereigenschappen de maximale dynamische kracht en het vermogen om kracht te produceren van chimpansees met een factor van 1,35 verhogen in vergelijking met mensen. De prijs van die kracht is echter dat chimpansees en andere apen gemakkelijker moe worden en geen grote afstanden kunnen lopen om voedsel te vinden – of, wat dat betreft, om nieuwe landen te vinden en nieuwe ontdekkingen te doen.
De bevinding staat los van lichaamsgrootte en betreft in plaats daarvan de fysieke eigenschap van individuele spiervezels, zei O’Neill. Zowel mensen als chimpansees kunnen aan kracht winnen door oefening en de aanmaak van meer spiervezels.
Pound voor pound zijn chimpansees eerder in het voordeel in een gevecht. Dus je kunt het beter bij lange-afstandslopen houden.
Volg Christopher Wanjek @wanjek voor dagelijkse tweets over gezondheid en wetenschap met een humoristisch randje. Wanjek is de auteur van “Food at Work” en “Bad Medicine.” Zijn column, Bad Medicine, verschijnt regelmatig op Live Science.