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會痛

我們從沙發(fā)上站起來時痛苦的呻吟聲或上樓梯時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化到如此痛苦。

但人類膝蓋有著復(fù)雜的進化歷史。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).

自然選擇與其他進化力量（如隨機突變或遺傳）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，走路的時間更長。

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。

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

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

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

但事情變得更加復(fù)雜。膝蓋是一個錯綜復(fù)雜的生物機器，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物的整個骨骼中。

這意味著一些哺乳動物可能具有籽骨，而即使是同一物種的成員也沒有。一個這樣的例子是外側(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。

盡管進行了數(shù)百年的研究，但人們對籽骨的進化、生長、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，可能在靈長類動物中以多種方式進化，并幫助早期人類學(xué)會直立行走。

該研究是對 93 種不同靈長類動物的三種籽骨的系統(tǒng)評價，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特的進化形式，這可能始于類人猿的起源，類人猿是一組靈長類動物，包括猿和人類。

科學(xué)家們認為，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。進化不是一條通往生物力學(xué)效率的簡單道路。

當我們意識到，與牙齒不同，膝蓋是“可塑的”，這意味著它們會根據(jù)營養(yǎng)和使用情況等因素而移動和變化時，情況就變得更加復(fù)雜了。另一方面，牙齒（一旦長大）不會適應(yīng)，只會受損。這就是為什么隨著年齡的增長而鍛煉如此重要的原因——以保持我們的骨骼強壯。

膝關(guān)節(jié)會隨著它們的使用或缺乏而變化和適應(yīng)。例如，全球營養(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)的進化并不簡單，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)致膝蓋問題隨著時間的推移而變得更加嚴重的罪魁禍首。

膝蓋并沒有隨著我們所處的年齡而進化，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，當你的膝蓋在跑步機上彎曲或坐下時感到酸痛時，請為它們考慮一下，因為進化并不像看起來那么容易。

邁克爾·伯索姆，工程系讀者，倫敦國王學(xué)院

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