Τρίτη, 23 Δεκεμβρίου 2014

Γιατί ο ανθρώπινος σκελετός έχει γίνει εύθραυστος. Lightweight skeletons of modern humans have recent origin

Ο σκελετός μας έγινε πιο εύθραυστος λόγω της καθιστικής ζωής που υιοθετήσαμε μετά την επανάσταση της γεωργίας. Researchers found that human joint-bone density remained pretty high until recently in our evolutionary history, around the same time that humans began switching from hunting and gathering to farming. (Bojan Brecelj/CORBIS)

Τα οστά του σημερινού ανθρώπου μοιάζουν με αδύναμα ξυλαράκια συγκριτικά με τον στιβαρό σκελετό ενός χιμπατζή, ή ακόμα και ενός αρχαίου κυνηγού-τροφοσυλλέκτη. Φταίει άραγε η εξέλιξη για τα αδύναμα οστά μας; Μήπως η σύγχρονη διατροφή;

Ένοχη η καθιστική ζωή

Τα οστά του σύγχρονου ανθρώπου είναι αδύναμα λόγω έλλειψης της σκληρής σωματικής άσκησης των προγόνων του. A new study finds that bone joint density remained high throughout human evolution spanning millions of years, until it decreased significantly in recent modern humans, probably as a result of an increasingly sedentary lifestyle. From left to right: modern chimpanzee, Australopithecus, Neanderthal, and modern human. Credit: Image courtesy of © AMNH/J. Steffey and Brian Richmond

Τίποτα από τα δύο, απαντούν δύο μελέτες που δημοσιεύονται αυτήν την εβδομάδα στην ανοιχτή επιθεώρηση PNAS. Η απάντηση που δίνουν είναι ότι ο σκελετός μας έγινε πιο εύθραυστος λόγω της καθιστικής ζωής που υιοθετήσαμε μετά την επανάσταση της γεωργίας.

Στην πρώτη μελέτη, διεθνής ερευνητική ομάδα συγκρίνει τους σκελετούς χιμπατζήδων, εξαφανισμένων αυστραλοπίθηκων, Νεάντερταλ, κυνηγών-τροφοσυλλεκτών και σύγχρονων ανθρώπων που έζησαν μετά την εμφάνιση της γεωργίας.

Η ανάλυση δείχνει ότι ο σκελετός των αρχαίων γεωργών παρουσιάζει σημαντικά χαμηλότερη οστική πυκνότητα σε σχέση με τα υπόλοιπα δείγματα.

Ακόμα και σε σύγκριση με τους αρχαίους κυνηγούς-τροφοσυλλέκτες, οι οποίοι ήταν ανατομικά ίδιοι με τους σύγχρονουs Homo sapiens, οι αρχαίοι αγρότες είχαν 20% μικρότερη οστική μάζα.

Το ποσοστό είναι συγκρίσιμο με την απώλεια που θα εμφάνιζε ένας αστροναύτης έπειτα από τρεις μήνες παραμονής στο Διάστημα, σημειώνουν οι ερευνητές.

Οι συντάκτες της μελέτης αποκλείουν ως πιθανές αιτίες τη διατροφή και άλλους παράγοντες, και καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι τα οστά των σημερινών ανθρώπων είναι πιο αδύναμα λόγω έλλειψης της σκληρής σωματικής άσκησης των προγόνων μας.

Ακόμα και στους ενήλικες, εξάλλου, τα οστά αντιδρούν στην καταπόνηση από μεγάλα φορτία και σταδιακά γίνονται πιο αδύναμα.

Επιρρεπής στα κατάγματα

3D renderings of the femoral head at the hip joint. The femoral head has been sectioned to reveal the 3D volumes of trabecular bone for hunter-gatherers (top) and agriculturalists (bottom). Credit: Image courtesy of Timothy M. Ryan

Η ανακάλυψη της γεωργίας μείωσε δραστικά τον σωματικό κάματο που απαιτούνταν για την εύρεση τροφής και έκανε έτσι τον σκελετό μας «επικίνδυνα αδύνατο» και «επιρρεπή στα κατάγματα», όπως λένε οι ερευνητές.

Παραδέχονται μεν ότι η γεωργία μείωσε το διαθέσιμο ασβέστιο στην ανθρώπινη διατροφή, εκτιμούν όμως ότι η μείωση αυτή δεν ήταν αρκετή για να εξηγήσει μια τόσο χαμηλή οστική πυκνότητα.

Επιβεβαίωση από δεύτερη μελέτη

Relatively sedentary human agriculturalists (right) have more lightly built skeletons compared to more mobile foragers (left). Pictured are 2D microCT images through the femoral head at the hip joint showing differences in bone structure. Credit: Image courtesy of Timothy M. Ryan

Το συμπέρασμα της έρευνας δείχνει να επιβεβαιώνεται από τη δεύτερη μελέτη, στην οποία βρετανοί και αμερικανοί ερευνητές συγκρίνουν την άρθρωση του ισχίου μεταξύ αρχαίων κυνηγών-τροφοσυλλεκτών, αρχαίων γεωργών και πιθήκων.

Η έρευνα διαπιστώνει ότι η κεφαλή του μηριαίου οστού των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών ήταν εξίσου δυνατή με των πιθήκων, και πολύ πιο δυνατή σε σχέση με τους γεωργούς (συγκριμένα η μελέτη εξετάζει την πυκνότητα του σπογγώδους οστού στην κεφαλή του μηριαίου οστού).

Δεν ευθύνονται εξελικτικές πιέσεις

In these cross sections of the head of the metacarpal and femur, you can see the decrease in trabecular bone density progressing from chimpanzees (far left) up to modern humans (far right). (PNAS/Chirchir et al.)

Σε συνδυασμό, οι δύο μελέτες συνηγορούν στην υπόθεση ότι η απώλεια οστικής μάζας δεν οφείλεται σε εξελικτικές πιέσεις, ούτε σε αλλαγές της διατροφής, αλλά στην έλλειψη σωματικής καταπόνησης.

Οι συντάκτες της πρώτης μελέτης διαβεβαιώνουν μάλιστα ότι δεν υπάρχουν ανατομικοί λόγοι που θα εμπόδιζαν έναν σύγχρονο άνθρωπο να αποκτήσει τον ισχυρό σκελετό των προγόνων του, εφόσον ασκείται αρκετά.

Όπως το θέτει ο δρ Κόλιν Σο του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, μέλος της ερευνητικής ομάδας, «οι σύγχρονοι άνθρωποι ζουν σε ένα πολιτιστικό και τεχνολογικό περιβάλλον ασύμβατο με τις εξελικτικές προσαρμογές μας».

«Η καθιστική ζωή έγινε τόσο διαδεδομένη μόνο στα τελευταία 50 ή 100 χρόνια [...] Δεν έχουμε εξελιχθεί να καθόμαστε στο αυτοκίνητο ή στο γραφείο».