跑步初学者指南：跑步科学书籍TreadLightly摘要翻译
《Tread Lightly》是一本严肃的跑步科学书籍。本次摘要翻译其第一章人类的跑步进化史 The Evolution of Running in Humans（图全是译者自己配的）。以后会按章节更新摘要式的读书笔记。
本章简介
第一章前半部分讲人类的演化起源，阐述人类在演化过程中是如何成为跑者的（关键词：跑者假说/耐力狩猎persistence hunting）。后半部分讲人体适应跑步的解剖结构和生理特征。
同时，第一部分描述的耐力狩猎与现代的跑步运动有极大不同，也可能解释了现代跑者伤病的原因（耐力狩猎走跑结合，不会高配速一刻不停地跑）。“你应该一刻不停地跑这种想法其实有些疯狂。……穿上鞋以尽可能快的速度一刻不停地跑完26.2英里（全马）确实是一件奇葩的事。我们在某种程度上把一项人类的天赋变成了某种不同的东西，这是人类一种典型的行为。”跑者假说提出者之一、自身也是马拉松跑者的Daniel Lieberman教授如是说。
第二部分对人体解剖学结构的分析，为自然跑法（一种最适应人体结构的前掌跑法）提供了理论依据。自然跑/前掌跑并非短跑运动员的专利，我们每个人身上都存在着在自然跑法下能发挥最大作用的结构。（然而译者需要声明，科研发现前掌跑法和后跟跑法在伤率和效率上都没有统计差异，详见本次译者注4（1））
原书封面
译者自制横屏封面
自制版的原图来自瑞典自然跑运动品牌Salming，Tread Lightly一书的封面图来自美国自然跑户外品牌Merrell。以后可能会把这个自制封面作为头图。
注：以“#”开头的内容为译者注。
扉页
Each of us is an experiment of one——observer and subject——making choices,living with them,recording the effects.
——George Sheehan,M.D.
我们每个人都是一项对个体的实验——同时作为观察者和研究对象——作出决定，带着它们生活，纪录其结果。
第一章人类的跑步进化史 The Evolution of Running in Humans
“你会毁了你的膝盖的！”跑者们经常会听到不跑步的人这样说。但这些人忽视了跑步能给健康带来的益处，更别提和久坐不动的生活方式相关的孱弱肌肉、脆弱骨骼、额外脂肪对关节的损伤性可能比跑几公里大多了（#本书第二章会提到，跑步利远远大于弊）。如果你碰上了跑步伤，那些人又会开始逼叨：“人类是不适合长跑的物种！”这些人是井底之蛙。人类实际上是有惊人长跑能力的物种，即使现代社会的生活掩盖了这一点。
智人的起源
在500万到800万年前，我们的祖先从非洲丛林中的大树上爬下，开始更多地在地面上活动，和黑猩猩的祖先分了家（#其实人类亲缘关系最近的是倭黑猩猩，人和倭黑猩猩的共祖和黑猩猩有共同祖先）。黑猩猩的食谱以成熟水果和植物质为主，同时也把虫类作为蛋白质来源（有些是在吞食植物时一起吃掉的，有时黑猩猩也会主动用木棍掏虫子吃 @贝爷），偶尔还会集体狩猎猴子等小型动物。如果黑猩猩的食谱与我们刚结束树栖生活的祖先相近，那么我们就可以假设肉类早已在我们祖先的食谱之中了。然而地面生活与树栖生活相当不同，我们的祖先学会了直立行走，由于处理、烹饪食物能力的发展，他们的消化道、爪子和牙齿都变得更小，他们的脑容量也开始增大——以前用以生长肠道、消化食物的物质和能量，由于食物变得更高质量、更易消化，所以被分配到了大脑，更强的大脑又会反过来提升人采集、狩猎的能力。他们开始使用粗糙的石器，有明确证据（兽骨）表明距今约250万年前的能人就在猎杀动物了（#百度了一下，貌似新证据已经早至340万年前了）。这并不是说我们的祖先是纯粹的肉食动物——采集和狩猎多种食物更可能是实际情况，就像今天的一些原始部落一样。
距今约190万年前，十分接近现代人的直立人出现了，而化石证据表明直立人是娴熟的猎手，能猎食他们栖息地上的大型成年哺乳动物。哈佛的进化人类学家、担任人类进化生物学部门教授和主任的Daniel Lieberman博士花费了大量时间研究原始人类的骨骼遗迹，他对人类头颅的进化以及人类长跑能力的演化起源尤其着迷（他也是一名马拉松跑者）。我们让Lieberman博士还原原始时期直立人一天的生活，他指出：直立人是狩猎-采集者，男性的活动可能结合了采集、狩猎，在狩猎中可能每天都会长距离行走和跑动，采集时可能还需要爬树和挖掘块茎，十分辛苦；女性主要是采集者，而典型的直立人女性大多数时间不是在怀孕期就是在哺乳期，每天至少需要摄入2000-4000卡路里的热量，这对采集狩猎生活来说是很不容易实现的。肉类在那时应该是非常重要的一类食物，因为没有肉食就不可能有那么高质高效的能量摄入，我们从考古学纪录中可以得知这一点。直立人一般被视作真正意义上最早的高效的原始人猎手。
现代人，智人，在化石记录中最早出现于距今20万年前，拥有了我们今天的这种身体—— 一种高个、有大型脑部、杂食、长腿的哺乳动物，几乎能在长距离下跑过任何其他动物。
跑者来了
早期人类，比如直立人，是如何杀死比他们更大、更壮、更快的动物的呢？考古证据证实，至少250万年前肉类就在我们祖先的食谱中了。但其他证据表明，石尖长矛直到30万年前才出现，更高级的武器比如弓箭直到5万年前左右才出现。确定我们的祖先是如何获得肉食的过程如同一本侦探小说，人们只能根据零碎的线索一步步逐渐还原情节的拼图。
在投掷矛、弓箭、******之类有距离优势的武器出现前，早期人类只能使用更基本、更粗劣的武器。Lieberman博士说，直立人猎手能使用的最致命的武器就是削尖的木棍或者木棒了。这些武器需要在很近的距离下才能使用，Lieberman博士不建议任何人在动物面前近距离挥舞一根削尖的木棍。从人种学资料中可以得知，现代的采集狩猎者十分不愿接近大型动物，这种行为很危险！这样就产生了一个谜题，在直立人出现到石尖长矛出现之间的150到160万年里，我们的祖先是怎么用简单的木制武器猎杀动物的？
这个问题的答案，一些科学家和人类学家认为，是靠跑。请注意，并不是靠跑步速度。即使奥运短跑选手拼尽全力，都难以追逐热带草原上跑得最慢的猎物。尤塞恩•博尔特创下的100米纪录平均速度约为每小时23英里，比狮子、瞪羚最高速度的一半还略低。更可能的情况，根据哈佛的Lieberman、进化生物学家David Carrier以及犹他大学的Dennis Bramble共同提出的假说，是我们祖先进化出的一些特性让他们更擅长低速度耐力跑，而非高速冲刺。
由这些研究者提出的耐力狩猎，或者说“跑者”假说，强调我们的先祖以耐力狩猎（persistence hunting）的方式获取肉食。这种狩猎方式是先追逐猎物直到其筋疲力尽，然后再近身猎杀。虽然人类能跑过比自己大几倍、快几倍的动物这一说法听起来很牵强附会，但这一技术在孤立的现代部落如非洲Kalahari Bushmen部落中仍在使用。BBC的纪录片《The Life of Mammals》就纪录了一群Kalahari Bushmen猎人在正午的烈日下耐力狩猎一只成年大捻角羚的过程。他们在追踪和追逐时走跑交替，小心地将猎物从它的族群中孤立出来，逼迫它不停运动，不给它休息和散热的机会，在最后阶段，“跑者”（穿着廉价的sneaker#应该指的是胶底鞋）进行最后阶段的追猎。角羚在数小时的追逐后四肢发抖、呼吸急促，在猎手接近它的时候试图逃走，却四肢发软倒在地上，无力反抗，被跑者一矛毙命。
如果这些现代的猎手提供了我们祖先耐力狩猎的可靠图景，那它就很明显地显示了我们祖先耐力跑的一些真实情况。猎人在狩猎过程中更多使用跑走结合的方式，而且即使在跑步时，也与现代跑者视为全程马拉松中表现巅峰的全力冲刺完全不同。在很多方面，Bushmen猎人的方式与著名马拉松教练Jeff Galloway提出的走-跑训练，或者现代超级马拉松跑者的跑法（急剧的上下坡靠走，平地时中速跑）更相近。即使孩子们都不会在长距离下使用快速乃至中等的配速。他们在户外玩耍时慢跑、冲刺、走动结合，一刻不停止运动。而任何幼年动物在玩耍时，都会有与其成年期生活方式密切相关的行为，比如小狗的摔角和小猫的狩猎游戏。人类儿童跑起来更像一名耐力狩猎者，而不是想创造PR的马拉松选手。
当被问及早期人类实施耐力狩猎的可能频率时，Lieberman坦率地回答：没有人有一点概念。但我们必须得想出人类是为何而又怎么开始耐力跑的一个解释。我曾经费了很大的劲去设想这不是数百万年前给家里带回肉食的方式。二十年来我绞尽了脑汁，毫不夸张，但我仍然想不出另一个解释。
但Lieberman在解释耐力狩猎者和现代马拉松跑者的不同时提出了一个很有趣的观点：现代跑者对全马的完赛时间看得非常重，然而尽可能快地跑完26.2英里对耐力狩猎者来说肯定不是常见现象。“如果你真正去看一看数据就知道，耐力狩猎者不是全程都在跑。他们一段时间跑，一段时间走。这是追逐和追踪的结合。而你应该一刻不停地跑这种想法其实有些疯狂。我不认为任何耐力狩猎者曾经那样做过，至少不是经常那样干。也许他们有这个能力，但他们没这么做，至少在我见过的数据中没有。所以没错，穿上鞋以尽可能快的速度一刻不停地跑完26.2英里确实是一件奇葩的事。我们在某种程度上把一项人类的天赋变成了某种不同的东西，这是人类一种典型的行为。”
换句话说，现代跑者与热带草原上的祖先十分不同。我们听着运动耳机中快节奏的音乐，带着GPS心率表监视数据、纪录训练情况，一切都是为了在下一次比赛中快上几分几秒。这些训练工具虽然有趣，但对速度的追求可能确实偏离了人类真正的擅长之处——慢速长跑。这也可能解释跑者经常受伤的一大重要原因—— 一心求成绩可能影响跑者的判断力，让他们忽视身体的警告（#本书第二章指出，能确定的四大跑伤因素之一就是running to compete）。偶尔抛掉所有外物，进行一些轻松愉悦的跑步是值得一试的。
尽管出现了跑者假说，但对长距离跑者来说是进化实证的这项运动仍被许多不跑步的人视为怪异的自毁行为，有些人怀疑耐力狩猎不是早期人类的常见行为。有人说，可能早期人类会埋伏在树上，向树下经过的动物投掷木矛，Lieberman回应道：“偷袭狩猎是可能的，实际上我很确信猎杀小型动物时这种行为可能经常出现。但大型动物？你一定是疯了！如果你对着捻角羚之类的动物投掷一根削尖的木棍，它只会从兽皮上弹开。杀死动物的不是那个洞，而是它们体内的撕裂伤。所以直到石质工具出现前，我们都没有那种有些人认为能有效猎杀动物的现代手段。”不仅如此，即使一个早期人类猎人设法用木矛伤到了猎物，如果受伤的猎物逃脱了，那跑步能力（可以用来追踪猎物，结果它或者捡回尸体）仍可能是需要的，这也可能是人类跑步能力的演化来源之一。
另一个最近的反对跑者假说的的说法是，如果早期人类靠跑步来猎杀，那猎物应该是老弱病残。然而，化石证据表明，直立人的猎物主要是正值盛年的动物，而威斯康星大学的人类学家Henry Bunn、南非金山大学的Travis Pickering在2010年发表于Quaternary Research上的论文中将此作为支持耐力跑假说的证据。Lieberman也回应道，现代采集狩猎者选择成年动物是因为它们过热最快，所以这正是支持我们假说的证据。换句话说，更大的动物有更多的肌肉，产生更多的热量，而相对它们的体型来说表面积则更小，更难散热。简而言之，如果你想靠让猎物过热来猎杀它，那就挑你能找到的最大、最重的家伙下手。
尽管在Kalahari Bushmen等现代部落中依然存在的耐力狩猎表明了这一技术的源远流长、实用有效，但这可能不是人类演化出耐力跑能力的唯一原因。另一项耐力跑能力同样起重要作用的活动就是采集。Lieberman说：“如果你去过非洲，你就会发现，尸体并不会在热带草原上干晾着，它们几乎马上就被吃掉了。土狼，豺狼，******会纷至沓来。肉食动物奔跑是有原因的——它们靠跑狩猎，但它们也要靠跑竞争。所以跑步可能对采集也是非常重要的。”对早期人类来说，迅速找到尸体可能就意味着新鲜的肉，或者至少是有骨髓的骨头。Bramble和Lieberman都提出，耐力采集可能是跑者进化的第一步。据Lieberman说：“演化并非一蹴而就，往往需要有过渡期。而我可以很好地设想，跑步能力最初可能是因为动物更好的一点采集能力而被自然选择所青睐，之后动物就有了更好的一点狩猎能力。这些从不是简单的故事。”
无论早期人类究竟是靠耐力狩猎、耐力采集，乃至可能结合使用的一些其他方法如伏击狩猎来获取肉食的，长跑的能力对我们的祖先来说似乎都是有明显优势的。因此在千百万年间的自然选择中，诞生了读到此处的你所拥有的身体。这具躯体具有巨大的潜能：经由一些耐力训练，你在长距离下几乎能跑赢这个星球上的其他所有物种。
引用文章
《How Do Human Stack Up as Runners?》人类是怎样一步一步变成跑者的
部分摘要：人类是超凡的耐力跑者这一点鲜有质疑。这个特征表明跑步能力在我们演化史上的某个时间段一定为自然选择所青睐。传奇的超马跑者Arthur Newton在他1935年的《Running》一书中指出，人类速度上的劣势在慢速长跑的能力上被弥补回来了。但如果考虑温度和环境，人类在竞争最强耐力物种桂冠的时候还是有一些竞争对手的。例如，阿拉斯加雪橇犬能多日维持每天一百英里以上的长跑，它们对运动应力的适应力、燃烧脂肪储存糖原的能力都是人类马拉松冠军只能望洋兴叹的。然而，雪橇犬需要严寒的环境才能施展它们非凡的耐力。实际上，雪橇犬在夏天的大多数时候都在休息就是出于这个原因——有点像犬类的休赛期。雪橇犬和宠物犬一样，都不很耐热，在热天逼它们跑步是危险的。
2007年发表于Sports Medicine杂志题目为“The Evolution of Marathon Running Capabilities in Humans”中，作者Daniel Lieberman和Dennis Bramble提出“在马拉松距离上，人类几乎能跑过其他所有哺乳动物，有时候甚至能跑过马，尤其是在天气炎热的时候。”有人会怀疑人类能否在任何距离下跑过马，即使马背上还有一个骑手。事实上，在年度的Man versus Horse Marathon上（#人VS马马拉松），人不止一次赢过马。2004年，Huw Lobb以2:05:19的成绩结束了马对这一项目的统治，比马快了两分多钟。当BBC新闻问他会拿25000英镑的奖金做什么时，他说：“我会做的第一件事就是给自己买些好点的训练鞋。”2007年，人类再次战胜了马，Florian Holzinger以2:20:30完赛，比最快的马快11分钟。尽管人类只战胜过马两次，但双方都再没有选手打破人类Huw Lobb的纪录。
尽管人对马马拉松可能在长距离赛事中是较为娱乐的，但是，现代超级马拉松圈中最大、最具竞争性的The Western States Endurance Run赛事，其实就根植于赛马项目。这一赛事横跨加州北部的内华达山脉，是最古老、最声名显赫的超距离越野赛之一。然而，它最初是一个叫做Western States Trail Ride的马术赛事。1974年，虎背熊腰的大胡子Gordon Ainsleigh碰上了一个窘况——他的马在上一年的比赛中跛了。与其冒着再次发生意外的风险骑他不可靠的马，Ainsleigh开始训练自己，试图靠自己的双脚完赛。Ainsleigh一步步实施了他的计划，没有带他的马参赛，最终击破了为骑手设置的24小时时限。由于这一壮举，他获得了梦寐以求的银皮带扣，成为第一个用双脚完成这一赫赫有名赛事的人类。今日超马跑者的成就更为非凡，这一赛事的男子纪录为2010年Geoff Roes 15小时7分钟（#经查阅wiki，现今纪录是2012 Timothy Olson 14:46:44），女子纪录为1994年Ann Trason 17小时34分钟（#目前纪录2012 Ellie Greenwood 16:47:19）。
耐力跑物种的解剖结构
人体有哪些结构使其完美适应长跑呢？简短的回答是，人类拥有若干解剖结构和生理特征，与我们亲缘关系最近的近亲黑猩猩并不具有这些特征。不像人类，黑猩猩是一种长期生活在树上的树栖动物。就像人类不擅长在树林中荡来荡去一样，黑猩猩在地面上也行动力有限。实际上，有研究者训练黑猩猩在跑步机上行走，检测它们的氧气摄入量，发现它们行走时的新陈代谢消耗要比人类高75%。此外，尽管黑猩猩能在地面上短距冲刺，但耐力跑在黑猩猩中是闻所未闻的。
在2004年的自然杂志上，Daniel Lieberman和Dennis Bramble发表了一篇论文，将人类演化出的适于跑步的特征分为了四大类：
1.能量学
人类跑步时的步态与行走有很多不同。最主要的区别之一，是人的肢体在跑步时有更高的屈从度——走路时腿更直、膝盖弯曲度较小，而跑步时人的下肢则更像一个弹簧，在脚落地时收缩，在脚抬起时反弹——这是由每个关节更大的弯曲度和延展性实现的。跑步的优势之一，是肌肉和肌腱在拉伸时能储存弹性势能，在它们收缩时又能反馈这些能量。
相对黑猩猩，人类的腿部和足部有弹性更强的肌腱和韧带系统，最好的例子就是阿基里斯腱（连接小腿腓肠肌和后跟）。黑猩猩的阿基里斯腱很不发达，它们的足也缺乏纵弓（#足弓可分为纵弓及横弓）——它们的脚更适应在树上攀援悬吊，而不是跑步。而用前掌着地的人类跑者在前掌触地后，随着后跟逐渐落地，阿基里斯腱和与之相连的腓肠肌会被拉伸，在这一过程中腓肠肌有收缩动作（这被称为离心收缩eccentric contraction），使得阿基里斯腱更加紧绷。收缩的腓肠肌和紧绷的阿基里斯腱会向上牵引后跟后侧的跟骨，防止后跟过快过重地落地。这一过程中，能量被存储在这些组织里；同时这也可能解释，刚开始赤足跑或穿极简跑鞋跑的跑者在过渡期中，腓肠肌十分酸痛的原因——肌肉离心收缩容易导致延迟性肌肉酸痛（delayed onset muscle soreness- DOMS）。在抬脚过程中后跟升离地面时，腓肠肌和阿基里斯腱会缩短，之前储存的能量被释放。在1987年一项发表在自然杂志上的研究中，利兹大学的Robert Ker和他的同事估算得出，跑步时的每一步中大概有35%的能量被阿基里斯腱吸收又释放。
类似的情形发生在足纵弓上。黑猩猩没有足弓，而大多人类的脚内侧都有明显的弓形（这被称为足纵弓media longitudinal arch。足部还有其他几个弓，不过目前我们只讨论这一个）。在脚着地时，足弓受压，变得更平直。就像阿基里斯腱一样，连接骨弓的结缔组织和跖肌能储存弹性势能，在抬脚时再释放出来。Ker和他的同事通过使用机器压迫截下来的断脚上的足弓（这办法确实挺邪乎），获得的数据表明，跑步时的每一步中足弓能吸收/释放约17%的能量。
把这些数据放到一起，Lieberman和Bramble指出，人体下肢的“弹簧系统”能节省大约50%的新陈代谢消耗，这也是猩猩没有可能在赛跑中胜过人类的原因之一。
人类下肢的另一大支持跑者假说的解剖学特征，是人类有比黑猩猩更长的腿，使得人类能有更大的步长（但需要指出，在人类种内，腿长并不能有效预测步长）。而且，人类的小腿和足部的质量相对较小。人的足部，据Lieberman和Bramble所说，只占用了9%的全腿质量，而黑猩猩是14%。诚然，长而细的腿在行走上也有优势，但减少腿部末端重量的重要性，对任何适应超轻跑鞋的跑者来说都是不言自明的（#一项经常被引用的研究数据是，足部重量每减少100g，跑步经济性就能提高1%）。就像挥舞一根高尔夫球棍比挥舞一柄大锤容易一样，在腿末端加越多重量，在跑步时越多能量会耗费在挥舞腿部上。这也是所有善跑的动物——狗，马，羚羊，猎豹——拥有长而细的腿的原因，它们中的一些甚至把足部减重成了蹄子，用足尖跑步。我们不建议任何人像芭蕾舞者一样跑步，不过有意思的是我们的脚趾确实比我们的表亲更短。
2.稳定性
人类行走和奔跑的步态有许多方面不同。除了更高的速度、下肢关节更大的弯曲度外，奔跑步态还包括明显的“腾空”或者说“滞空”阶段。跑步可以被建模为一系列从一只脚到另一只脚的跳跃过程，腾空阶段（flight phase）就是在落地阶段之间身体完全悬空的时候。（而竞走比赛中，则规定至少有一只脚必须接触地面，否则视为犯规）由于跑步包含的动作更迅速、更强力的本质，以及跑步包括不断腾空跳跃并在支撑阶段（stand phase）用一只脚平衡的过程，因此在跑动中平衡身体要比行走时难得多。当你的脚在跑动中落地时，会出现一种制动效应（braking effect），如果没有内部的稳定机制，你会身体前倾，脸朝下摔在地上。这种情况一般不会发生，因为人类有许多加强跑步稳定性的解剖学特征。
人类稳定性的解剖特征之一，是其在跑动中处于活跃状态的发达的臀大肌。黑猩猩的臀部相对更削瘦，而且研究发现，人类的臀大肌在跑步时十分活跃，但在行走时保持静息。臀大肌能帮助稳定躯干，在跑步时让人保持姿态正直。此外，臀大肌还能在摆动腿（swing leg）准备着地的时候减慢它的速度，防止大腿伸展过度。而对跑者更重要的一点，是臀大肌能把大腿向后拉，产生我们跑步时的前进推力。短跑选手多有肌肉发达的臀部，正是因为发达的臀肌对推动跑者前进至关重要。但是，在低配速的长距离跑步中，臀大肌的驱动作用同样重要。由于臀大肌在跑动中至关重要的作用，以及其在行走中的静息状态，人类增大的臀肌是对跑步运动的适应似乎是一个可靠的推测。
此外，人类还有由结缔组织构成的项韧带，连接了脊椎上部和颅骨后部。在跑步时，项韧带可以让你的头部不会到处乱晃。项韧带在其他许多善跑的动物（如狗和马）中也有发现，但黑猩猩却没有。化石证据表明，在一些早期原始人类中（如南方古猿），项韧带也是缺失的，智人的项韧带也许是另一项对高级两足行动的适应。
考虑身体在跑步中的运动时，你大多会考虑你的腿部运动，但躯干和手臂的运动在跑步的生物力学中也是同等重要的。当一条腿前伸时，它就会导致下身的扭转，同时也可能导致上身的同向扭转，如果不被想办法抵消的话（#角动量守恒）——这时候摆臂的作用就发挥出来了，上身的反向转动可以抵消下身的转动，让身体保持笔直前进。但关键之处在于：人类这一点比黑猩猩强得多，部分是因为人类可以相对于骨盆和头部大幅度地扭转躯干。这有好几个原因。第一，相对黑猩猩，人的腰更细，骨盆和胸腔之间有更大的分离度。第二，人有相对更宽的肩膀，使得扭转躯干的动量抵消效应更明显。第三，人类躯干和头颅间的肌肉连接明显更少，能让头部在直视前方时，下方的肩膀和躯干还能来回扭转。所有这些因素加到一起，能使人类姿态稳定、正直地沿着近似直线向前跑，同时维持着头部的相对独立，以使人能直视前方的地平线或者路面。
3.骨骼强度
跑步本质上是一种高压力的运动。跑步时每一步的冲击力都大概等同于2-3倍的体重，大概是走路时的两倍（科学家说的这些力指的是地面的反作用力）。自然，为了应对这些冲击力，身体需要一些机制来耗散这些力，否则身体最终会开始崩溃（对过度训练的跑者来说就是如此）。上文提到的弹簧式下肢是减少冲击力伤害的一大重要方式，但人类在骨骼层面上也有许多不同于我们表亲的适应性改变。一大变化是骨关节面在膝盖、髋部、脊椎等部位的面积扩张，这可以分散着地时的冲击力，减小压强。Lieberman和Bramble指出，智人的上肢并没有出现相似的骨关节面扩张，表明可能是人类的两足步态和着地冲击力使得下肢骨关节面扩张这一突变得到了自然选择的青睐。
4.温度调节
我们现在讨论到了最后一个，也可能是使人类成为超凡耐力跑者的最重要的一大适应性变化，这和人类有效控制体温的能力有关。
在动物运动时，收缩的肌肉会生热，如果热量持续积累，核心体温就会上升到危险的高度——一种被称为过热（hyperthermia）的症状。如果环境温度较高，由于难以散热，就更容易发生过热。过热可能会致命，因此有效的散热机制对动物在热天的行动力至关重要。
在四足动物中，喘气（panting）是最常见的散热手段之一，这就是狗在温暖天气下跑步时舌头会一直伸在外面的原因。在喘气时，舌头上的水分会蒸发，以帮助散热。但是，让自己的狗在炎热的夏天跑步的狗主人会把他们的宠物置于险境，因为舌头此时无法提供足够大的表面积来散热，而狗的大多数汗腺都在脚垫附近。不像人类，狗不能在高温下很好地跑步，这对大多数四足动物都适用。
从猎人的角度来看，有关降温机制的知识能提供一种独特的战术——逼迫一头四足动物在热天费力奔跑，使其过热，然后就能较容易地进行猎杀。引发靠喘气降温的四足动物过热的一种特别有效的方式，是逼迫其飞奔（gallop）而非小跑（trot）。四足动物在新陈代谢上是高效的跑者。在一篇Current Anthropology杂志1984期中的论文（现在已经成为经典）里，David Carrier写到，“人类跑步时每单位质量消耗的能量，是典型的同体型四足动物的两倍”。不像两足的人类，四足动物在跑步时会使用多种不同的步态，这些步态与人类完全无缘。
四足动物的耐力步态被称为小跑（trot）。小跑时，动物身体一侧的前肢与另一侧的后肢动作是同步的——右前腿与左后腿会一同向前或者向后。当狗或羚羊等动物小跑时，它能自由呼吸，有效通过喘气散热。但为了跑得更快，四足动物必须将步态切换至飞奔（gallop）。飞奔时，小跑中身体两侧的同步性不复存在。动物的背会在后肢蹬地时伸展，此时躯干会扩张，让动物在此时吸气；当前肢着地时，弓起的脊椎以及内脏会向前挤压隔膜和肺，迫使其呼气。你在让狗捡球时，你能看到这两种跑姿的切换——狗一般会飞奔着去追球，而在把球送回来时则是小跑。由于飞奔的这种运动方式，四足动物的呼吸与其步法绑定——它们只能在腾空阶段肺部扩张时吸气，在落地阶段肺部受到挤压时呼气。结果是，它们每个腾空/落地周期中只能呼吸一次，这使得通过喘气的散热变得非常低效，因此四足动物不能维持长期飞奔而不过热。
基于以上因素，如果想要让四足动物过热，有效的方法是让其在热天飞奔。人类有一大秘密武器——出汗。其他一些动物也能通过出汗散热（如马、骆驼、袋鼠），但人类还有个额外优势——我们基本没有体毛，使得汗液散热变得更为高效。
人类的新陈代谢引擎能维持的耐力跑速度超过许多四足动物小跑-飞奔转换的门槛速度，再与长而细的腿、高效的散热能力相结合，使得早期人类成为非洲大草原上的致命猎手。Daniel Lieberman说道：“耐力狩猎的一切都在于让动物飞奔。自然选择不在乎你每英里跑5分钟还是10分钟，它只在乎是否能让动物一次飞奔超过10-15分钟。”换句话说，人类不需要跑得很快，他们只需要跑得足够快就行了。猎人所需要做的一切就是寻找一个目标，迫使它尽可能久地处于飞奔状态，最大程度地减少其休息和散热的时间——这就是耐力狩猎的本质。
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基于人类的解剖学特质，我们十分遗憾，跑步作为曾经的一项生存技能已经基本不再为现代社会所需要。耐力狩猎在那时，就相当于耐心地（或者不耐心的）在超市或汽车餐厅的长龙中排队。然而，对一个跑了百万年的种族，从娱乐型慢跑者到精英跑步运动员，还发生了另一件事，似乎抵消了自然选择的成果——至少在长距离跑方面。它提出了一个诡异的窘况或者说谜团——人类演化得适应跑步，但他们似乎就是不能在长时间坚持这项运动的同时却不受伤。跑者变成了伤者，而对其原因的探寻则复杂、恼人而且似乎永无止境。
译者注
首先本章涉及进化论，依然安利理查德•道金斯的《地球上最伟大的表演：进化的证据》：
并且再次强调，虽然我们拥有许多天生的跑步适应性结构，这些结构发挥作用也需要特定的跑步方式（一种前掌跑法），但要记住根本的一点，自然的≠好的。自然的也可能是不好的，不自然的也可能是好的，只有针对变量进行科研才能真正确定好坏。就跑姿而言，科研中没有发现哪种跑姿有统计上的优越性，能适合所有跑者。详细讨论在本次译者注4（1）
1.人类从古猿开始就是偶尔食肉的杂食动物，这算是打了鼓吹人不适合吃肉的人一记大耳光。关于营养在本书最后一章有详细讨论。
2.跑者假说认为，耐力狩猎者不需要跑得很快，也不会一刻不停地跑，只需要在一段时间内跑得足够快，足够逼迫四足猎物开始飞奔（gallop）就可以了，大多时候猎人是跑走结合。尽可能快地跑完一个马拉松对我们的祖先来说肯定不是常见现象。“你应该一刻不停地跑这种想法其实有些疯狂。……穿上鞋以尽可能快的速度一刻不停地跑完26.2英里确实是一件奇葩的事。我们在某种程度上把一项人类的天赋变成了某种不同的东西，这是人类一种典型的行为。”自身也是马拉松跑者的Lieberman教授如是说。人类并不是最适应现代跑者的跑步方式，过度训练、为成绩跑得太狠往往是跑步伤的元凶（本书第二章会提到，四大基本可确定的跑步伤元凶中的两项，就是running to compete/拼成绩和周跑量过大）。
3.那个战胜了马的跑者说自己要拿奖金买些好点的训练鞋，我很好奇他以前穿着啥，不过对这些高手来说，鞋的作用一直很有限，够轻就好。
4.涉及到人类的解剖结构，我就必须安利一本我会推荐给所有跑者的跑姿之书——尼可拉斯•罗曼诺夫《跑步革命》（之前博士还著有《跑步，该怎么跑》，相对而言理论性更强，跑步革命更细更实用）。
罗曼诺夫博士早在几十年前就已经开始教授他从精英运动员和人类生物力学中总结出的姿势跑法，远在《天生就会跑》引发跑步界极简主义风潮之前。而且他强调：不是要靠赤足跑掌握姿势跑法，而是要靠姿势跑法掌握赤足跑。而偏向于强调穿无缓震跑鞋的VFF正是失利于其广告过度强调了跑鞋的作用，而忽视了跑姿、力量的培养，最终吃了官司。在这点上，依据人体解剖学的姿势跑法则填补了空白。
《Tread Lightly》提出了几大人体对跑步的适应性改变，可以说为前掌跑姿提供了解剖学依据（说前掌跑只适合短跑运动员，大多人无法掌握的可以闭嘴了），而姿势跑法正是教你如何发挥这些结构的作用。
1）人类跑步时下肢具有弹簧效应，能吸收和释放冲击能量，提供了缓冲性和回弹力，尤其是跟腱（35%的跑步能量）和足纵弓（17%的能量）。译者之前翻译的《跑鞋能量反馈的真相》，也提到，身体缓震的能力比跑鞋强得多，回弹力更是在10倍以上。但发挥这些结构优势需要前掌跑才能实现，这也是罗曼诺夫博士为何称前掌跑是唯一自然正确的跑姿。
然而译者需要声明，人体这些像弹簧一样的组织并不是机械弹簧，而是活的生物组织。虽然前掌跑最符合人体结构、最自然，但统计上和后跟跑没有伤率、效率的统计差异（但在个体上可能每个人有更合适的一类跑法）。
a.前掌跑靠腓肠肌、阿基里斯腱（跟腱）、足弓减少了落地冲击，但同时也承载了负荷，因此前掌跑者有更低的膝盖伤率和更高的跟腱伤率，前掌跑和后跟跑在统计上没有总体伤率差异，只有受伤部位差异（其实很大程度上就是负荷转移）。
b.在跑步效率上，有一项常用指标跑步经济性，测量跑者的耗氧量，经济性越高，消耗同样多的氧气能跑得越快。而针对经济性的研究没有发现前掌跑有经济性优势，甚至有项研究发现一群次顶级铁三运动员学习姿势跑法后经济性降低了（虽然冲击力也减小了）。肌腱不是弹簧，在收缩反馈储存能量的过程中同样需要消耗能量，而且前掌跑涉及的腓肠肌的离心收缩使得这块肌肉比后跟跑消耗了更多能量（在往前掌跑的转化过程中，很多人出现了腓肠肌酸痛），最后可能就与组织的弹性效应相抵。大体上来说，前掌跑没有统计上的更高效率。
以及，脚掌着地方式只是整体跑姿极小的一部分，罗曼诺夫博士就强调落脚方式根本不是姿势跑法的三大过程，而是三大过程自然作用的结果。
2）人类的臀大肌可以帮助保持躯干稳定，更是人体前进驱动力的来源之一。罗曼诺夫博士在《跑步革命》中提到伸展肌群的矛盾机制，宾州州立大学的一群研究人员在1990年发现，腿部的伸展肌群（股四头肌）在跑步的驱动阶段却处于休止状态，违背了腿部蹬地跑步这个公认的跑步动力机制。这一点从未困扰到姿势跑法，姿势跑法从不认为需要主动蹬地，而是强调身体向前下落，由重力和倾斜的身体间的相互作用产生力矩，从而变成前进驱力。姿势跑法的第三阶段（涉及跑步的腾空阶段）为上拉，而不是传统理论的主动蹬腿，这正是人类发达的臀大肌发挥动力作用的时刻。
3）文中提到，人类上身的转动可以保持人体正直，这也是罗曼诺夫博士认为摆臂应有的作用，即平衡角动量。摆臂应该用最小的幅度帮助身体保持平衡，不应主动摆臂带动身体。
5.文中提到，跑步可以被建模为连续跳跃。《天生就会跑》作者的教练Eric Orton的跑姿教学即持此观点，他认为跑步时就该跟我们原地跳跃时一样先用前掌着地。但他对跑姿的教学和姿势跑法有一明显不同，即强调抬膝（体校中也盛传，膝盖往前顶，脚跟踢屁股），而罗曼诺夫博士则认为主动抬膝会浪费能量，认为跑者只需要主动注意抬脚，靠身体的自我保护机制即能自然让前腿着地保持平衡。
6.此处可能有广告嫌疑，事先声明。关于人类的散热机制，本书提到了汗液和核心体温。有一家瑞士运动衣物公司X-Bionic一反运动衣物的“速干”理论，而寻求汗水的最大化利用以及核心体温控制。CCAV运动实验场六（下）集讲的就是X-Bionic。实验发现，在50 摄氏度的极端环境下，速干衣物使人大量失水，最后核心体温过热，而X-Bionic则能保持核心体温的基本恒定。
第一章到此结束，下一章为跑者们最关心的跑步伤问题。大家新年快乐！我们年后再见。