https://frosthead.com

Μετάβαση σε αναπτήρωση των ανθρωπογενών κοινών οστών

Η δαπάνη περισσότερου χρόνου που κάθεται στα μάτια μας δεν είναι μόνο ένα πρόβλημα για την παχυσαρκία και τις καρδιακές παθήσεις. Η μετάβαση σε έναν πιο καθιστό τρόπο ζωής ήταν πιθανώς κακή και για τα οστά μας. Ένα ζευγάρι εγγράφων που δημοσιεύθηκε σήμερα στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών υποδηλώνει ότι οι άνθρωποι εξελίχθηκαν ελαφρώς οστά κοινά σχετικά πρόσφατα στην εξελικτική ιστορία μας ως απάντηση στις αλλαγές στη σωματική δραστηριότητα.

σχετικό περιεχόμενο

  • Πώς ένα πρόγραμμα γεωργίας στη Βραζιλία μετατράπηκε σε κοινωνική και οικολογική τραγωδία
  • Ήταν οι αρχαίοι άνθρωποι που χτίστηκαν για τον εγκιβωτισμό;

Μια μελέτη εντοπίζει την προέλευση αυτών των ασθενέστερων οστών στην αρχή της εποχής του Holocene περίπου 12.000 χρόνια πριν, όταν οι άνθρωποι άρχισαν να υιοθετούν τη γεωργία. "Οι σύγχρονοι ανθρώπινοι σκελετοί έχουν μετατοπιστεί πολύ πρόσφατα προς τα ελαφρύτερα-πιο εύθραυστα, αν σας αρέσουν - σώματα. Ξεκίνησε όταν υιοθετήσαμε τη γεωργία. Οι δίαιτες μας άλλαξαν. Τα επίπεδα δραστηριότητάς μας άλλαξαν ", λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Habiba Chirchir, ένας ανθρωπολόγος στο πρόγραμμα Human Origins του Smithsonian.

Η δεύτερη μελέτη αποδίδει κοινή αδυναμία των οστών σε διαφορετικά επίπεδα φυσικής δραστηριότητας στις αρχαίες ανθρώπινες κοινωνίες, που σχετίζονται επίσης με το κυνήγι και τη γεωργία. Και τα δύο έργα έχουν επιπτώσεις στη σύγχρονη ανθρώπινη υγεία και τη σημασία της σωματικής δραστηριότητας για την αντοχή των οστών.

"Ο ελαφρά χτισμένος σκελετός των σύγχρονων ανθρώπων έχει άμεσο και σημαντικό αντίκτυπο στην οστική δύναμη και την ακαμψία", λέει ο Tim Ryan, ανθρωπολόγος στο Penn State University και συν-συγγραφέας στη δεύτερη μελέτη. Αυτό συμβαίνει επειδή η ελαφρότητα μπορεί να μεταφραστεί σε αδυναμία - περισσότερα σπασμένα οστά και υψηλότερη συχνότητα οστεοπόρωσης και απώλεια οστού που σχετίζεται με την ηλικία.

Οι επιστήμονες γνώριζαν ήδη ότι ο σύγχρονος ανθρώπινος σκελετός είναι μακρύτερος, λεπτότερος και γενικά ασθενέστερος από αυτόν των προκατόχων του ανθρωποειδούς, αλλά κανείς δεν ήταν σίγουρος για το τι οδήγησε αυτή τη "χαλαρότητα". Προηγούμενες μελέτες πρότειναν ότι το περπάτημα όρθιο έβαλε μεγαλύτερη πίεση στις αρθρώσεις για να πάει πολύ και άπαχο, ενώ άλλοι ισχυρίστηκαν ότι η μείωση της φυσικής δραστηριότητας ή των αλλαγών στη διατροφή ήταν πίσω από αυτές τις σκελετικές αλλαγές.

Πρόσφατα, οι επιστήμονες έχουν μηδενισθεί στο δοκιδωτό οστό, το σφουγγαρόμορφο υλικό που βρίσκεται στα άκρα των οστών που σχηματίζουν αρθρώσεις. "Σκεφτείτε το τέλος ενός οστού κοτόπουλου: Αν το περνάτε, τότε βλέπετε αυτό το δίκτυο των οστών που είναι συνυφασμένο", λέει ο Chirchir. Οι σύγχρονοι άνθρωποι έχουν χαμηλότερη οστική πυκνότητα οστού μέσα σε συγκεκριμένα οστά από τους προγόνους τους.

Το σπογγικό οστό ανταποκρίνεται στο μηχανικό στρες, οπότε ο Chirchir και οι συνεργάτες του αποφάσισαν να λάβουν CT ανιχνεύσεις των οστών των πρωτευόντων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, για να δουν αν τα οστά διαφέρουν ανάλογα με τον τρόπο μετακίνησης των ζώων. "Εμείς, όμως, αν κάποιος οραγγουτάνος ​​αναρριχηθεί, θα πρέπει να έχει διαφορετική δομή οστού δοκιδώδους από ό, τι οι πελματιαίοι σαν χιμπατζήδες", λέει ο Chirchir.

Η ομάδα παρατήρησε ότι οι σαρώσεις των ανθρώπινων χεριών φαινόταν δραστικά διαφορετικές από αυτές των συγγενών τους πρωτευόντων. Στις CT σαρώσεις, οι φυσαλίδες αέρα εμφανίζονται σκοτεινές σε ένα λευκό στρώμα οστού. "Το ανθρώπινο χέρι είχε πολύ λίγο λευκό σε σύγκριση με τα άλλα οστά χεριού πρωτευόντων", λέει ο Chirchir, υποδεικνύοντας ότι μπορεί να είναι απίστευτα ευάερο και ελαφρύ. «Έτσι ήταν αυτό το εντυπωσιακό πράγμα». Η ίδια και οι συνεργάτες της αναρωτήθηκαν πώς η πυκνότητα του δοκιδωτού οστού στον υπόλοιπο ανθρώπινο σκελετό συγκρινόταν με εκείνη σε άλλα πρωτεύοντα και πρώιμους ανθρώπινους προγόνους.

BoneSlicesChirchiretalEdit.jpg Σε αυτές τις διατομές της κεφαλής του μετακαρπίου και του μηριαίου οστού, μπορείτε να δείτε τη μείωση της πυκνότητας των δοκιδωτών οστών που προχωρά από τους χιμπατζήδες (πολύ αριστερά) μέχρι τους σύγχρονους ανθρώπους (άκρα δεξιά). ( PNAS / Chirchir κ.ά.)

Η ομάδα εξέτασε κυκλικές διατομές επτά οστών στις αρθρώσεις των ανώτερων και κατώτερων άκρων σε χιμπατζήδες, οραγγουτάνους και μπαμπουίνους του Βορνιάν. Έκαναν επίσης σάρωση των ίδιων οστών σε σύγχρονους και πρώιμους σύγχρονους ανθρώπους, καθώς και στους Νεάντερταλ, Paranthropus robustus , Australopithecus africanus και σε άλλες Αυστραλοπυρετίνες. Έπειτα, έκαναν μέτρηση της ποσότητας του λευκού οστού στις ανιχνεύσεις έναντι της συνολικής περιοχής για να βρεθεί η πυκνότητα των οσφυϊκών οστών. Η κατάκτηση των αριθμών επιβεβαίωσε τις οπτικές υποψίες τους. Οι σύγχρονοι άνθρωποι είχαν 50 έως 75 τοις εκατό λιγότερο πυκνό δοκιδωτό οστό από τους χιμπαντζήδες και κάποιες ανθρωπιές είχαν οστά που ήταν διπλά πιο πυκνά σε σύγκριση με αυτά των σύγχρονων ανθρώπων.

Έτσι πότε άρχισε να πέφτει η πυκνότητα των οσφυϊκών οστών στο ανθρώπινο οικογενειακό δέντρο; Η ομάδα διαπίστωσε ότι ο πρώιμος Homo sapiens είχε πολύ πυκνό σπογγώδες οστό μέχρι το τέλος του Pleistocene ή το πρώιμο Holocene - όταν οι άνθρωποι υποβάλλονταν σε μείζονες μεταβολές στον τρόπο ζωής, όπως η καλλιέργεια τροφής και η αύξηση των ζώων παρά η εξόρμηση. Αυτό σημαίνει πιθανώς ότι η πίεση επιλογής για βαρύτερα οστά άρχισε να μειώνεται.

"Αυτό που πιστεύουμε ότι συμβαίνει είναι ότι οι άνθρωποι γίνονται όλο και λιγότερο ενεργοί, πιο καθιστικοί. Οι άνθρωποι υιοθετούσαν τη γεωργία, τα κατοικίδια ζώα. Αυτή η μείωση της σωματικής δραστηριότητας είναι αυτό που έχει οδηγήσει σε αυτό το ελαφρύ σκελετό ", λέει ο Chirchir. Αλλά αυτή η μελέτη εξέτασε μόνο έναν παράγοντα στην πυκνότητα των δοκιδωτών οστών. Το πάχος, ο όγκος και η επιφάνεια του σπογγώδους οστού μπορεί να μας πει πολλά για το πόσο ισχυρά είναι τα οστά των αρθρώσεων. Η δουλειά επίσης δεν έβλεπε τους σύγχρονους ανθρωπογενείς ανθρώπους να δουν αν η αυξημένη δραστηριότητα τους έδινε ισχυρότερες αρθρώσεις. Εκεί έρχεται η δεύτερη μελέτη.

Ο Ryan συνεργάστηκε με τον Colin Shaw στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ για να εξετάσει το δοκιδωτό οστό σε αρχαιολογικά δείγματα από τέσσερις αρχαίες ομάδες ανθρώπων - δύο που ασκούσαν τη γεωργία και δύο που καλλιεργούνταν σε αυτό που είναι τώρα ο Ιλλινόις. Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην άρθρωση ισχίου επειδή είναι σημαντικό να φέρει το βάρος του ανθρώπινου σκελετού κατά τη διάρκεια του περπατήματος.

Οι ανιχνευτές βρήκαν ότι είχαν παχύτερα δοκιδωτά οστά, υψηλότερο όγκο και χαμηλότερη επιφάνεια στα ισχία τους από τους αγρότες. Οι δύο αγροτικές ομάδες δεν διέφεραν μεταξύ τους και οι δύο καθιστικές ομάδες κατανάλωναν επίσης μια σειρά από τοπικά διαθέσιμα τρόφιμα, πράγμα που σημαίνει ότι οι δίαιτες τους δεν ήταν απαραιτήτως ανεπαρκείς », λέει ο Ryan. Αυτό υποδηλώνει ότι η δίαιτα είναι λιγότερο σημαντική από το βιομηχανικό άγχος που περπατά μεγάλες αποστάσεις και τα ζώα κυνηγιού τοποθετούνται στους ανθρώπινους γοφούς.

Με βάση τις μικροκατασκευές, ο Ryan και ο Shaw δημιούργησαν αυτές τις 3D απεικονίσεις του κεφαλιού του μηριαίου οστού από έναν αγρότη (κάτω) και έναν κυνηγό-συλλέκτη (κορυφή). Αυτές οι απεικονίσεις τους βοήθησαν να προσδιορίσουν τον όγκο του σπογγώδους οστού σε τμήματα του μηριαίου κεφαλιού. (Ευγενική προσφορά του Timothy M. Ryan) Με βάση τα έργα του Ryan και του Shaw, οι σχετικά καθιστοί ανθρωπολόγοι (δεξιά) έχουν πιο ελαφρώς χτισμένους σκελετούς σε σύγκριση με τους περισσότερους κινητούς κτηνοτρόφους (αριστερά). Εικόνες 2D microCT μέσω της κεφαλής του μηριαίου οστού όπου συνδέεται με τον ισχίο παρουσιάζουν διαφορές στη δομή των οστών. (Ευγενική προσφορά του Timothy M. Ryan)

Ενώ ο Chirchir επισημαίνει ότι δεν μπορούν να αποκλείσουν παράγοντες όπως η δίαιτα ή η ασθένεια, και οι δύο μελέτες δείχνουν τη σωματική δραστηριότητα ως τον κινητήριο παράγοντα πίσω από αυτές τις αλλαγές στους σκελετούς μας. Σημειώνει επίσης ότι η σωματική δραστηριότητα μπορεί να αλλάξει τους σκελετούς μας κατά τη διάρκεια της εξελικτικής ιστορίας και μέσα στις δικές μας ζωές. Αυτό είναι σημαντικό για όσους από εμάς ζούμε σε βιομηχανοποιημένα περιβάλλοντα, όπου περνάμε πολύ χρόνο στο καθιστικό και στη δουλειά. Περιστατικά οστεοπόρωσης είναι πιο συχνά σε τέτοιες τοπικές κλινικές και σε ασθενείς με οστεοπόρωση, το δοκιδωτό οστό έχει τον υψηλότερο κίνδυνο εμφάνισης.

"Οι άνθρωποι μπορούν να έχουν ισχυρή δομή δοκιδωτού οστού, παρόμοια με αυτή που παρατηρείται στα ζωντανά μη ανθρώπινα πρωτεύοντα, αν συμμετέχουν σε κατάλληλα επίπεδα φυσικής δραστηριότητας καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής", λέει ο Ryan. Αυτό θα μπορούσε να μειώσει τα κατάγματα του ισχίου που σχετίζονται με την οστική απώλεια με την ηλικία. Έτσι, ίσως αντί να τρώμε σαν πρώιμους ανθρώπους, θα πρέπει να ασκούμε σαν αυτούς.

Μετάβαση σε αναπτήρωση των ανθρωπογενών κοινών οστών