Spędzanie więcej czasu na siedzeniu na tyłkach to nie tylko problem otyłości i chorób serca. Przejście na bardziej siedzący tryb życia prawdopodobnie również źle wpłynęło na nasze kości. Kilka artykułów opublikowanych dzisiaj w Proceedings of National Academy of Sciences sugeruje, że ludzie ewoluowali stosunkowo lżejsze kości stawów stosunkowo niedawno w naszej historii ewolucji w odpowiedzi na zmiany aktywności fizycznej.
powiązana zawartość
- Jak projekt rolniczy w Brazylii zmienił się w tragedię społeczną i ekologiczną
- Czy starożytni ludzie zostali stworzeni do boksu?
Jedno z badań wskazuje pochodzenie tych słabszych kości na początku epoki holocenu około 12 000 lat temu, kiedy ludzie zaczęli wprowadzać rolnictwo. „Współczesne ludzkie szkielety całkiem niedawno zmieniły się w lżejsze - bardziej kruche, jeśli chcesz - ciała. Zaczęło się, kiedy przyjęliśmy rolnictwo. Zmieniły się nasze diety. Zmieniły się nasze poziomy aktywności ”- mówi współautorka badań Habiba Chirchir, antropolog z Smithsonian's Human Origins Program.
Drugie badanie przypisuje wspólne osłabienie kości różnym poziomom aktywności fizycznej w starożytnych społeczeństwach ludzkich, również związanym z polowaniem i rolnictwem. Obie prace mają wpływ na współczesne zdrowie człowieka i znaczenie aktywności fizycznej dla siły kości.
„Lekko zbudowany szkielet współczesnego człowieka ma bezpośredni i ważny wpływ na wytrzymałość i sztywność kości”, mówi Tim Ryan, antropolog z Penn State University i współautor drugiego badania. Jest tak, ponieważ lekkość może przełożyć się na osłabienie - więcej złamań kości i częstsze występowanie osteoporozy i związanej z wiekiem utraty kości.
Naukowcy już wiedzieli, że współczesny ludzki szkielet jest dłuższy, cieńszy i ogólnie słabszy niż jego poprzedników homininowych, ale nikt nie był pewien, co spowodowało tę „łaskawość”. Poprzednie badania sugerowały, że chodzenie wyprostowane wywiera większą presję na stawy, aby jechały długo i szczupły, podczas gdy inni twierdzili, że przyczyną tych zmian szkieletowych jest spadek aktywności fizycznej lub zmiany diety.
Niedawno naukowcy skupili się na kości beleczkowej, gąbczastym materiale znajdującym się na końcach kości tworzących stawy. „Pomyśl o końcu kości kurczaka: jeśli ją przecinasz, widzisz siatkę kości, która się przeplata” - mówi Chirchir. Współcześni ludzie mają niższą gęstość kości beleczkowych w określonych kościach niż ich przodkowie.
Gąbczasta kość reaguje na stres mechaniczny, więc Chirchir i jej koledzy postanowili wykonać tomografię komputerową kości rąk naczelnych, w tym ludzi, aby sprawdzić, czy kość różni się w zależności od ruchu zwierząt. „Myśleliśmy, że jeśli orangutan wspina się, powinien mieć inną strukturę kości beleczkowatej niż chodziki takie jak szympansy” - mówi Chirchir.
Zespół zauważył, że skany ludzkich rąk wyglądały drastycznie inaczej niż skany ich krewnych z naczelnych. Na skanach CT pęcherzyki powietrza wydają się ciemne na białym tle kości. „Ludzka ręka miała bardzo mało bieli w porównaniu z innymi kościami rąk naczelnych”, mówi Chirchir, wskazując, że może być niezwykle zwiewna i lekka. „Więc to było uderzające.” Ona i jej koledzy zastanawiali się, jak gęstość kości beleczkowej w pozostałej części ludzkiego szkieletu w porównaniu z innymi u naczelnych i wczesnych ludzkich przodków.
W tych przekrojach głowy śródręcza i kości udowej widać spadek gęstości kości beleczkowej postępujący od szympansów (skrajnie po lewej) do współczesnych ludzi (skrajnie po prawej). ( PNAS / Chirchir i in.) Zespół zeskanował okrągłe przekroje siedmiu kości w stawach kończyny górnej i dolnej u szympansów, borneńskich orangutanów i pawianów. Przeszukali również te same kości u współczesnych i wczesnych ludzi, a także u neandertalczyków, Paranthropus robustus , Australopithecus africanus i innych australopiteków. Następnie zmierzyli ilość białej kości w skanach w stosunku do całkowitej powierzchni, aby znaleźć gęstość kości beleczkowej. Chrupanie liczb potwierdziło ich wizualne podejrzenia. Współcześni ludzie mieli o 50 do 75 procent mniej gęstą kość beleczkowatą niż szympansy, a niektóre homininy miały kości, które były dwa razy gęstsze w porównaniu do kości u współczesnych ludzi.
Kiedy więc gęstość kości beleczkowej zaczęła spadać w ludzkim drzewie genealogicznym? Zespół odkrył, że wczesny Homo sapiens miał dość gęstą gąbczastą kość aż do późnego plejstocenu lub wczesnego holocenu - kiedy ludzie przechodzili pewne ważne zmiany stylu życia, takie jak uprawa żywności i hodowla zwierząt, zamiast wychodzić na polowanie. To prawdopodobnie oznacza, że presja selekcji cięższych kości zaczęła spadać.
„Naszym zdaniem dzieje się tak, że ludzie stali się mniej aktywni, bardziej siedzący tryb życia. Ludzie adoptowali rolnictwo, udomowili zwierzęta. To zmniejszenie aktywności fizycznej jest wynikiem tego lekkiego szkieletu ”- mówi Chirchir. Ale w tym badaniu przyjrzano się tylko jednemu czynnikowi gęstości beleczek beleczkowych. Grubość, objętość i powierzchnia kości gąbczastej mogą nam wiele powiedzieć o tym, jak silne są kości stawów. W pracy nie przyglądano się również współczesnym zbieraczom ludzi, aby sprawdzić, czy ich zwiększona aktywność zapewniła im silniejsze stawy. Tam właśnie przychodzi drugie badanie.
Ryan współpracował z Colinem Shawem na University of Cambridge, aby zbadać kość beleczkowatą w okazach archeologicznych z czterech starożytnych grup ludzkich - dwóch praktykujących rolnictwo i dwóch żerujących na terenie dzisiejszego Illinois. Naukowcy skupili się na stawie biodrowym, ponieważ jest on ważny dla utrzymania ciężaru ludzkiego szkieletu podczas chodzenia.
Okazało się, że zbieracze mieli grubszą kość beleczkowatą, większą objętość i mniejszą powierzchnię bioder niż farmerzy. Obie grupy rolnicze nie różniły się od siebie, a „obie grupy siedzące spożywały również szereg lokalnie dostępnych pokarmów, co oznacza, że ich dieta niekoniecznie była niewystarczająca”, mówi Ryan. Sugeruje to, że dieta jest mniej ważna niż stres biomechaniczny polegający na chodzeniu na duże odległości i przywieraniu zwierząt do polowania na biodra.
Na podstawie skanów microCT Ryan i Shaw stworzyli te renderingi 3D głowy kości udowej od rolnika (u dołu) i łowcy-zbieracza (u góry). Te renderingi pomogły im określić objętość gąbczastej kości w odcinkach głowy kości udowej. (Dzięki uprzejmości Timothy M. Ryan) 
Na podstawie pracy Ryana i Shawa, stosunkowo siedzący ludzie-rolnicy (po prawej) mają słabiej zbudowane szkielety w porównaniu z bardziej mobilnymi sieczkarniami (po lewej). Obrazy 2DCT przez głowę kości udowej, gdzie łączy się ze stawem biodrowym, pokazują różnice w strukturze kości. (Dzięki uprzejmości Timothy M. Ryan) Podczas gdy Chirchir wskazuje, że nie mogą wykluczyć czynników takich jak dieta czy choroba, oba badania wskazują na aktywność fizyczną jako czynnik napędzający te zmiany w naszych szkieletach. Zauważa również, że aktywność fizyczna może zmienić nasze szkielety w trakcie historii ewolucji oraz w ciągu naszego życia. Jest to ważne dla tych z nas, którzy żyją w uprzemysłowionych środowiskach, gdzie spędzamy dużo czasu siedząc w pracy i w domu. Przypadki osteoporozy występują częściej w takich lokalizacjach, au pacjentów z osteoporozą kość beleczkowa ma najwyższe ryzyko pęknięcia.
„Ludzie mogą mieć solidną beleczkowatą strukturę kości, podobną do tej, którą obserwuje się u żywych naczelnych innych niż ludzie, jeśli angażują się w odpowiedni poziom aktywności fizycznej przez całe życie”, mówi Ryan. To może zmniejszyć złamania bioder związane z utratą kości z wiekiem. Być może więc zamiast jeść jak wczesni ludzie, powinniśmy ćwiczyć jak oni.
