Hemmelighederne bag det ekstraordinære menneskelige skelet

Hemmelighederne bag det ekstraordinære menneskelige skelet

Det følgende er et uddrag af Skeleton Keys: The Secret Life of Bone vedRiley sort. Hør hans samtale på Videnskabsfredag ​​her.

Med undtagelse af de sesamoide knogler, spændt langs sener, er de omkring 206 knogler i vores kroppe afhængige af kontakt med hinanden. Vores kranier er sammensat af forskellige elementer, der er smeltet sammen til en enkelt enhed, mens vores rygsøjler er en svingende stak af individuelle hvirvler adskilt af skiver af squishy brusk, hvor vores ribben er fastgjort til deres egne hvirvler. Vores hofter er fleksible, men ret enkle. Dette er vores kugleled, hvor hovedet af hvert lårben passer pænt ind i et lille krater på hver side af hoften, mens vores knæ er enkle hængsler. Der er ikke meget spil til rotation, da vores ben har udviklet sig til den gentagne frem og tilbage at gå, hvor end vi ønsker at gå. Men skulderen er den, der stadig forvirrer mig. For lige så vigtige som vores arme er for os, i både det store billede af vores historie og daglige liv, skulle man tro, at vores arme ville være knyttet til vores kroppe med et virkelig solidt led, noget som en modificeret version af hvad der er ved vores hofter. I stedet ser vores arme ud til at svæve på ydersiden af ​​vores skeletter. Skelettet i det klasseværelse på universitetet, såvel som modellen af ​​'Stan' ved siden af ​​mit skrivebord nu, kræver specielle møtrikker og bolte og stivere for at sikre, at armene forbliver fastgjort til resten af ​​kroppen. Så hvordan fungerer det, når vi er i live?



Køb bogen

Skeleton Keys: The Secret Life of Bone

Købe

Dine skulderblade, eller scapulae, er anatomisk underlige. De er trekantede knogler, der sidder over din ryg og glider frem og tilbage lige bag dine ribben. Denne placering, dikteret i de dage, hvor vores forfædre stadig var fisk, der surrede sig vej gennem Devons hav, er en af ​​de evolutionære hændelser, der er blevet afgørende for vores historie. Det er en stor del af, hvorfor vi for eksempel kan kaste overhånd. Hvis vores skulderblade var placeret mod vores sider, som på en hund eller kat, ville vi ikke være i stand til at dreje vores arme for at kaste et spyd mod en mammut eller kaste en fastball. Vi ville sidde fast ved at kaste underhånden, som nogle bavianer gør, når de er vrede over safari-turister, og vi vil markere slutningen af ​​sommeren med World Series of softball i stedet for baseball. Altså hvis vi overhovedet nåede at opfinde sådan noget.

Hvor skulderen hæfter på resten af ​​kroppen, begynder tingene dog at blive mærkelige. Den ene spids af scapula åbner sig i en kop, der modtager hovedet af din overarmsknogle, og lige over det er en lille knogleflange, der forbinder til kanten af ​​dit kraveben, som igen forankrer til den centrale knogle i dit bryst , brystbenet. Hele apparatet ser utroligt spinkelt ud. Hele sættet af knogler, fra de små fladtrykte phalanges i enderne af dine fingre op til dine arme til skulderbladet, er virkelig forbundet med resten af ​​skelettet kun ved spidserne af dine kraveben, der hviler i bunden af ​​din hals. Alligevel oversættes denne spinkelhed til fleksibilitet og er en del af det, der har givet os mulighed for at leve af at manipulere verden omkring os. Det er en gave fra vores abe-forfædre, som ikke kunne have forudset, at aber rundt i træerne i millioner af år ville resultere i overkroppe, der er utrolig dygtige til at forme verden efter deres efterkommeres luner og ønsker.

Hvad de tidlige aber imidlertid ikke havde, var en fod, der var egnet til længere perioder med at gå oprejst. Deres fod, så vidt vi kan se ud fra den sparsomme menneskelige fossiloptegnelse og vores levende abe-slægtninge, var mere som en hånd med krøllede tæer og en sål, der lignede en håndflade, storetåen ragede ud til siden til modsatrettede greb. Dette gør det muligt for menneskeaber at gå oprejst i et stykke tid, men de er nødt til at flytte deres torsoer fra side til side for at forblive afbalanceret og er ikke specielt dygtige til at forblive oprejst ret længe. Mens vores forfædre ikke bare var som chimpanser – chimpanser har udviklet sig lige så længe som vores menneskelige slægt har – har fossilsporet vist, at det tidlige menneske fra før Lucy Ardipithecus ramidus havde sådan en fod, og det ville have krævet, at 'Ardi' amblede rundt med en mærkelig gang. At gå oprejst markerede ikke begyndelsen på menneskeheden. Vi startede i træerne, ikke så forskellige fra vores nærmeste abeslægtninge.

Dette var en af ​​de største evolutionære afvejninger i vores historie, i det mindste på det niveau, at vi alle er præemitter med squishy hoveder, så vi kan vokse til at have store hjerner som voksne. Fødder, der var gode til at gribe grene og give et fast greb for livet i træerne, fungerede bare ikke til gentagne trampeture rundt i skovkratten eller ude i græsarealerne. Foden skulle skiftes. Håndlignende fingerfærdighed gik tabt til fordel for en fod med forkortede tæer rettet lige ud i rang og fil, med storetåen bragt på linje med de andre i stedet for at rage ud til siden. Vi kan selvfølgelig vrikke med tæerne, men sammenlignet med vores hænder er vores fødder stive strukturer, der bevæger sig på et simpelt hængsel fra forsiden til bagsiden. Bare prøv at flytte en af ​​dine fødder til denne eller den anden side - meget af resten af ​​dit ben skal bevæge sig, fordi din ankel bare ikke kan vrides på den måde. Vores knogler åbner muligheder og sætter faste grænser.



Vores udvikling var begrænset til at give os så ufleksible fødder. Fugle og de rovdinosaurer, de stammede fra, krævede f.eks. fødder, der kunne hugge og fange og fastgøre mad, og det er derfor, foden på en kylling i baghaven eller en ravn ude i ørkenen ikke er så forskellig fra den. af en Allosaurus . For vores egen slægt betød det dog at flytte ud af træerne, at der ikke længere var noget at gribe til støtte. En anden fodform var påkrævet for at absorbere stødet fra trin efter trin, for ikke at nævne en måde, hvorpå vores fødder kunne skubbe fra jorden ved slutningen af ​​hvert trin og svinge i position til det næste. At gøre dette er den mest naturlige ting i verden for de fleste af os - som at trække vejret. Du behøver ikke tænke på hvert trin, mens du bevæger dig. Men brug et øjeblik på at rejse dig og slentre langsomt. Koncentrer dig om hælslaget, den måde din fods balle rammer jorden og drejer din storetå i position for at løfte din fod fra jorden, mens du balancerer på dit andet ben. Det føles mærkeligt. Men den grundlæggende underlige følelsesbevægelse er en af ​​de mest menneskelige ting ved os, og det er noget, vi har gjort i mindst 3,7 millioner år.

Selvom antropologer kan, og ofte gør, debattere de fine detaljer om den måde, vores forfædre og slægtninge flyttede på, giver en sporvej opdaget af antropolog Mary Leakey i Tanzania uomtvistelige beviser for, at mennesker gik på nogenlunde samme måde, som vi gør nu helt tilbage i Pliocæn. Det skyldes, at fodspor, selvom de ikke er så sexede som knogler og at se selve organismen, er forstenet adfærd. De er virkelig øjeblikke af tid låst i stenen. Og Tanzania trackway, kendt som Laetoli, registrerer skridtene af mindst tre mennesker, der gik over en pudefyldt seng af vulkansk aske. Forskellige forskere har fortolket dem som en familie, et par efterfulgt af et barn, et par med en mor, der bærer en baby ved hoften, eller endda ubeslægtede mennesker, der gik forbi det samme sted inden for et bredere tidsrum, og frustrerende nok, der kan aldrig være en måde at vide noget om det med sikkerhed. Ude på en strand, for eksempel, krydser og overlapper fodsporene fra forskellige ubeslægtede mennesker sig og ser ud til at følge hinanden, men de blev faktisk lavet på forskellige tidspunkter. Det eneste, der kan siges med sikkerhed, er, at befolkningen i Laetoli gik oprejst. Og det er nøglen til vores biomekaniske historie. Der er ingen knomærker. Intet tegn på, at disse mennesker gik ned på alle fire. Asken registrerede anatomien af ​​en fod meget lig vores egen, som sandsynligvis tilhørte en nær slægtning til Lucy. For 3,7 millioner år siden havde de tidlige menneskers fødder allerede en storetå bragt på linje med resten, hvilket tillod dem bogstaveligt talt at gå højt over det gamle landskab.

Ebbe og flod af sådanne store anatomiske ændringer sker i løbet af evolutionær tid. Naturlig udvælgelse og andre evolutionære kræfter var afgørende for at skabe vores form. Og forudsat at vi overlever vores selvdestruktive vaner, vil de fortsætte med at ændre os. Vi er stadig i udvikling. Du kan spore ændringerne i vores gener såvel som små justeringer af dele af vores anatomi som vores kæber og den mikroskopiske struktur af vores knogler, da den nomadiske livsstil stort set mistede en stillesiddende og landbrugsmæssig livsstil. Den måde, vores forfædre bevægede sig på, eller ikke gjorde, har også sat deres spor på vores skeletter.


Fra bogen, Skeleton Keys: The Secret Life of Bone . Copyright ©2019 afRiley sort. Genoptrykt med tilladelse fra Riverhead Books, et aftryk af Penguin Random House LLC