這些被忽視的微小骨頭可以告訴我們?yōu)槭裁次覀兊南ドw會(huì)痛

我們從沙發(fā)上站起來時(shí)痛苦的呻吟聲或上樓梯時(shí)軟骨嘎吱作響的聲音都太熟悉了。我們中的許多人低頭看著我們酸痛的膝蓋并詛咒它們——想知道為什么它們似乎進(jìn)化到如此痛苦。

但人類膝蓋有著復(fù)雜的進(jìn)化歷史。新的研究表明，它被誤解了。

膝蓋的大小和形狀發(fā)生了重大變化，不僅讓早期人類能夠直立行走，也讓我們與眾不同（智人），例如直立人和尼安德特人(尼安德 特 人).

自然選擇與其他進(jìn)化力量（如隨機(jī)突變或遺傳）一起作用，可能塑造了膝蓋，幫助我們比親戚更有效地用兩條腿走路，走路的時(shí)間更長(zhǎng)。

我們今天面臨的許多膝蓋問題是我們的祖先沒有經(jīng)歷過的新問題。例如，在 2017 年，研究建議后工業(yè)世界久坐不動(dòng)的生活方式可能導(dǎo)致膝骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率增加 2.1 倍，膝骨關(guān)節(jié)炎是最常見的膝關(guān)節(jié)炎形式。

當(dāng)研究人員研究生活在 6,000 年前的狩獵采集者的遺骸時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)膝骨關(guān)節(jié)炎在當(dāng)時(shí)可能根本不是一個(gè)問題。在今天的英國(guó)超過 3 的 45 歲以上人群在英國(guó)，他們尋求骨關(guān)節(jié)炎的治療方法——主要是膝蓋。

用于穩(wěn)定和保護(hù)關(guān)節(jié)的較弱肌肉和相對(duì)較弱的軟骨來緩沖骨骼刮擦可能是人類運(yùn)動(dòng)比以前少得多的結(jié)果——坐在辦公室或在跑步機(jī)上跑步比在具有挑戰(zhàn)性的地形中大部分時(shí)間里打獵鹿鍛煉的肌肉要少。

為了讓我們進(jìn)化出無骨關(guān)節(jié)炎的膝蓋，久坐不動(dòng)的 “好 ”膝蓋的人需要比久坐不動(dòng)的 “壞 ”膝蓋的人多生幾代的孩子。

但事情變得更加復(fù)雜。膝蓋是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的生物機(jī)器，科學(xué)家們并不完全了解它。

籽骨尤其如此——嵌入肌腱或韌帶（如膝蓋骨）中的小骨頭。這些骨骼可以存在于哺乳動(dòng)物的整個(gè)骨骼中。

這意味著一些哺乳動(dòng)物可能具有籽骨，而即使是同一物種的成員也沒有。一個(gè)這樣的例子是外側(cè)法貝拉，它位于膝蓋后面，今天平均 36.80% 的人類膝蓋中可以找到。

盡管進(jìn)行了數(shù)百年的研究，但人們對(duì)籽骨的進(jìn)化、生長(zhǎng)、發(fā)育以及為什么它們存在于某些物種而不是其他物種中知之甚少。如此之多，以至于您在博物館看到的關(guān)節(jié)骨骼中經(jīng)常缺少籽骨，與它們嵌入的肌肉一起被扔掉。

新作品我和我的同事們已經(jīng)證明，其中兩塊經(jīng)常被誤解的骨骼，即膝蓋后面的內(nèi)側(cè)和外側(cè) fabellae，可能在靈長(zhǎng)類動(dòng)物中以多種方式進(jìn)化，并幫助早期人類學(xué)會(huì)直立行走。

該研究是對(duì) 93 種不同靈長(zhǎng)類動(dòng)物的三種籽骨的系統(tǒng)評(píng)價(jià)，包括其他原始人和人類的共同祖先。

我們的工作表明，人類的這些骨骼有一種獨(dú)特的進(jìn)化形式，這可能始于類人猿的起源，類人猿是一組靈長(zhǎng)類動(dòng)物，包括猿和人類。

科學(xué)家們認(rèn)為，將現(xiàn)有的法貝拉骨頭用于新的目的，一種稱為 exaptation 的東西，可能已經(jīng)幫助早期人類從四肢行走變成了兩條肢體。有趣的是，這塊骨頭還與骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率較高.患有這種疾病的人患這種疾病的可能性是普通人的兩倍。進(jìn)化不是一條通往生物力學(xué)效率的簡(jiǎn)單道路。

當(dāng)我們意識(shí)到，與牙齒不同，膝蓋是“可塑的”，這意味著它們會(huì)根據(jù)營(yíng)養(yǎng)和使用情況等因素而移動(dòng)和變化時(shí)，情況就變得更加復(fù)雜了。另一方面，牙齒（一旦長(zhǎng)大）不會(huì)適應(yīng)，只會(huì)受損。這就是為什么隨著年齡的增長(zhǎng)而鍛煉如此重要的原因——以保持我們的骨骼強(qiáng)壯。

膝關(guān)節(jié)會(huì)隨著它們的使用或缺乏而變化和適應(yīng)。例如，全球營(yíng)養(yǎng)的增加導(dǎo)致人類更高、體重更重，這是解釋為什么 fabellae 變得越來越普遍的主要假設(shè)。寓言的存在已翻了三倍在過去的 100 年左右，全球范圍內(nèi)存在一些差異.

我們知道，人類膝關(guān)節(jié)的進(jìn)化并不簡(jiǎn)單，而是有分支路徑。我們還知道，我們的身體無法適應(yīng)自己的生活方式，生活方式的改變可能是導(dǎo)致膝蓋問題隨著時(shí)間的推移而變得更加嚴(yán)重的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

膝蓋并沒有隨著我們所處的年齡而進(jìn)化，而最初可能幫助我們走路的骨骼可能是這些問題的重要組成部分。

所以，當(dāng)你的膝蓋在跑步機(jī)上彎曲或坐下時(shí)感到酸痛時(shí)，請(qǐng)為它們考慮一下，因?yàn)檫M(jìn)化并不像看起來那么容易。

邁克爾·伯索姆，工程系讀者，倫敦國(guó)王學(xué)院

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