10 Интересных фактов о позвоночнике, о которых вы не догадывались
Вернуться назадПозвоночник — удивительная часть человеческого тела. Это один из отличительных факторов, определяющих человека. Человек — единственное по-настоящему прямоходящее млекопитающее, известное на сегодняшний день науке. В позвоночнике столько удивительных аспектов, о которых мы даже не подозреваем!
10 интересных фактов:
Строение позвоночника
В позвоночнике человека более 120 мышц.
Вот почему наш позвоночник такой гибкий и позволяет нам использовать его по-разному.
- У людей и жирафов на шее одинаковое количество позвонков. Это то, что дает людям такую гибкость в шее.
- Позвонки — это первые кости, которые начинают расти, когда мы находимся в утробе матери.
- Для адаптации к прямохождению позвоночник человека имеет 4 изгиба.
- У позвоночника исключительная память.
Рецепторы, расположенные в мышцах, суставах и сухожилиях, передают информацию о своем положении в мозг, мозг запоминает эту информацию и привыкнет к ней, так формируется правильная осанка. Вот почему бывает трудно избавиться от привычки иметь плохую осанку. Но как только вы измените положение мышц и в течении времени закрепите это положение, ваш мозг поменяет привычку, и вы приобретете хорошую осанку! - Примерно 80% населения земного шара в течение жизни будут испытывать боль в спине.
Боль в позвоночнике и мышцах спины — это причина номер один, по которой люди пропускают работу в развитых странах. - Позвонки очень крепкие.
В эксперименте тело поясничного позвонка выдерживает мах вес – 1 300 кг осевой нагрузки, а межпозвонковый диск – 450 кг. - Позвоночник можно представить как систему гидравлических амортизаторов. Давление в межпозвонковом диске составляет около 5–6 атмосфер. Внутреннее давление в автомобильной шине – 2-3 атмосферы. Вот почему буквальное понимание высказываний мануальных терапевтов – «я вправлю вам диск» лишено смысла.
- Нагрузка на позвоночник зависит от рычага приложения силы.
Человек с ростом 165 см и весом 60 кг стоя с опущенными вниз руками создает давление в поясничном отделе (L5-S1) 30 кг, а при удержании перед собой на вытянутых руках груза 10 кг – 206 кг. Самой же критичной нагрузкой на позвоночник является наклон вперед с грузом: при удержании на вытянутых и опущенных вниз руках груза 50 кг, при наклоне вперёд на 90° нагрузка на поясничный отдел составит 480 кг. - Вот почему большая часть боли в спине возникает в пояснице.
Какую нагрузку выдерживает позвоночник?
Давление в межпозвонковом диске составляет около 5–6 атмосфер. Внутреннее давление в автомобильной шине – 2-3 атмосферы. Вот почему буквальное понимание высказываний мануальных терапевтов – «я вправлю вам диск» лишено смысла.Что делать, если беспокоит боль в спине?
Несмотря на то, что позвоночник человека имеет высокую выносливость и способен переносить большие нагрузки, очень важно следить, чтобы он оставался здоровым.
При болях в спине обязательно следует обратиться к врачу, для проведения своевременной диагностики и лечения позвоночника, регулярно заниматься гимнастикой и вести активный образ жизни, правильно организовать свое рабочее место.
Специалисты Центра «КИНЕЗИО» всегда готовы помочь Вам и проконсультировать по любым вопросом связанным с проблемами позвоночника, болями в спине или реабилитацией после травм и операций.
Автор
Белостоцкий Антон
Игоревич
Руководитель Медицинского Центра «КИНЕЗИО»
врач ортопед-травматолог, врач реабилитационной
медицины,
кандидат мед.наук
Член Украинской ассоциации ортопедов-травматологов, Европейского общества спортивной травматологии, хирургии коленного сустава и артроскопии (ESSKA), «Українського товариства фізичної та реабілітаційної медицини», Украинской ассоциации спортивной травмы, хирургии колена и артроскопии. Участник международных курсов, учебных семинаров по реабилитации и спортивной медицине.
ключ к безопасным и эффективным движениям в CrossFit (часть 1)
На дворе — золотой век физических возможностей человека, а это идеальное время, чтобы повысить эффективность двигательной деятельности. Давайте-ка сделааем это вместе
И посмотрел Творец на обезьяну, пожалел бедное непрямоходящее существо, взял в руки резец и начал ваять. И высек он усердием своим и мудростью настоящее произведение Искусства, все скрупулёзно продумал, до мелочей. И сформировал Он
позвоночник и разделил его на 5 отделов, и нарек их шейным, грудным, поясничным, крестцовым и копчиковым.
И создал он шейный и поясничный лордоз, грудной и крестцовый кифоз, и придал он позвоночному столбу S-образный вид, чтобы смягчить любые сотрясения, неминуемые при ходьбе, беге, лазанию по деревьям и других физических нагрузках.
И стал позвоночник гибким и упругим, но на этом не остановился Создатель. И стал он думать дальше, как же сделать так, чтобы хребет обезьяний еще лучше стал выполнять функции опоры и движения. И разделил он шейную, грудную и поясничную области на отдельные кости – позвонки, по функциям схожие с шарнирным соединением. И сделал он так, чтобы шарниры двигались пропорционально друг другу, дабы избежать нарушений, экстензий или флексий.
Строение позвоночника и его форма, согласно задумке Творца обеспечили Обезьяне возможность прямохождения, поддерживая в теле баланс центра тяжести. И сказал он Обезьяне «Иди прямо!», а сам направился почивать.
Между тем прошло много миллионов лет, Обезьяна стала Человеком, а Создателю стало интересно: добросовестно ли пользуется это существо плодами его трудов.
И вернулся Творец на Землю Третьего Тысячелетья и не увидел ни одного прямоходящего Человека. Создания, которых ему не повезло лицезреть передвигались кое-как: они горбились и сутулились, округляли спину и опускали плечи. Словом, самым циничным образом попирали законы Вселенной.
И разгневался Создатель, и наслал на Существо разного рода хвори: радикулиты и артриты, рахиты и плевриты, полиомиелиты, а также вызвал нарушения деятельности дыхательной, сердечно-сосудистой и нервной систем.
Итак, вы наверное уже поняли, что безупречная осанка очень важна в повседневной жизни и вряд ли найдется идиот, который бы мог с этим поспорить.
КАКАЯ ОСАНКА ЯВЛЯЕТСЯ ПРАВИЛЬНОЙ И ЧТО ТАКОЕ ЗАКРЕПЛЕННОЕ НЕЙТРАЛЬНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ПОЗВОНОЧНИКА?
Считается, что правильная осанка – это так называемая основная стойка, при которой профиль позвоночника имеет равномерные и одинаковые физиологичные изгибы, а равновесие тела, при этом, сохраняется без мышечного усилия.
Соблюдение правильного положения тела в повседневной жизни имеет огромное значение, а при выполнении упражнений в CrossFit – это не только панацея от разнообразных травм и залог формирования зачетного мышечного корсета, но и гарантия Чемпионства.
Вы должны соблюдать безукоризненную позицию в любых упражнениях: будь то двойные прыжки на скакалке в CrossFit, подтягивания или приседания со штангой. Если же позвоночник, упаси вас Господи, размещается неверно, вы тут же лишаетесь возможности создать безопасное, устойчивое положение для бедер, голеней, коленей и плеч.
В CrossFit корректное положение тела называют «закрепление позвоночника в нейтральном положении», оно оптимально подходит как для большинства упражнений, так и для движений простого человека.
Правильная исходная позиция предусматривает:
- вертикальное положение головы и туловища;
- выпрямленные в коленях и разогнутые в тазобедренных суставах ноги;
- слегка «развернутую» грудную клетку;
- немного отведенные назад плечи;
- подобранный живот;
- угол наклона таза, при этом должен колебаться в пределах 35 – 50 градусов.
Воображаемая вертикальная ось тела в таком случае должна начинаться с середины темени, пересечь условные линии, соединяющие наружные слуховые проходы, углы нижней челюсти и тазобедренные суставы и оканчиваться впереди голеностопных суставов между стопами.
Под закрепленным нейтральным положением имеется в виду, что грудная клетка должна быть выровнена по отношению к тазу, уши — находиться на одной линии с плечами. При этом, чтобы стабилизировать данное наиболее оптимальное и практичное для позвоночника положение вам необходимо подключать мышцы целого тела. Проще говоря, нейтральное положение позвоночника достигается тогда, когда таз, грудная клетка, плечи и голова находятся на одной линии. Это позволит атлетам работать с нагрузками в безопасном режиме, не теряя эффективности. Для большинства упражнений следует придерживаться указанной позиции.
Мы уже упоминали, что ваше пузо не должно провисать, а мышцы живота быть расслабленными.
И делается это вовсе не для того, того, чтобы скрыть пузяку и понравиться атлету противоположного пола, это справедливо даже в случае если вы каким-то невероятным способом накачали себе кубики.
Подобранный живот – ключ к правильному выполнению упражнения, если пресс расслаблен – забудьте навечно про рывок и толчок, отжимания вниз головой, забудьте дорогу к залу и слово кроссфит. На первый взгляд, кажется, что это прописная истина, но как раз самые простые вещи – самые важные и, к сожалению, самые игнорирууемые.
В общем, в следующий раз, приступая к упражнению, спросите себя «а напряжен ли у меня пресс?», пришлите нам плюсиков в карму и улучшите технику процентов эдак на 40.
ПОЧЕМУ ОПАСНО ИГНОРИРОВАТЬ НЕЙТРАЛЬНОЕ ПОЛОЖЕНИИ ПОЗВОНОЧНИКА ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ УПРАЖНЕНИЙ В CROSSFIT?
Вы же помните, что сегменты позвоночника – это шарниры, которые должны двигаться по одной линии. Крайне важно, чтобы при движении ни один из сегментов позвоночника ни в коем случае не демонстрировал бОльшую степень подвижности по отношению к остальным отделам.
Это значит, что естественные лордозы и кифозы должны сохраняться в любом случае, неважно идете вы или ползете, лазите по дереву или поднимаете штангу.
В противном случае, производительность силы будет ограничена, и вам будет сложно стабилизировать плечи и бедра. Если же вы принимаете положение, в котором один или два сегмента выходят из этой общей линии, вы сразу создаете усилие сдвига для этого сегмента. В тот момент, когда вы отступаете от нейтрального положения позвоночника, вы тут же теряете стабильность и с ним поток потенциальных сил. Если вы хотите получить силу в то время как одна из областей вашей спины в нестабильном положении, то вы обречены на провал.
Прибавьте к этому давление на ось (сила, сжимающая ваш позвоночник), и формула катастрофы готова. В краткосрочной перспективе это может привести к прекращению произведения силы и способствовать получению незначительных травм, в долгосрочной перспективе, это может закончиться смещением позвонков, межпозвоночной грыжей.
Когда вы научитесь держать позвоночник в нейтральном положении, при котором каждая область будет находиться на одной линии, производимая сила сможет перемещаться исправно и беспрепятственно через всю кинетическую цепь.
Для произведения безопасных, наиболее эффективных двигательных паттернов, необходимо начинать движения из нейтрального положения и поддерживать его в процессе.
ПОЧЕМУ ЭТО РАБОТАЕТ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ВСЕХ ДВИЖЕНИЙ?
Язык человеческого движения – универсален: если мы понимаем принципы, которые обуславливают полнофункциональное выполнение силовых упражнений и можем применять их в спортзале, значит, можем использовать их и в жизнедеятельности.
Например, если мы знаем как принять правильное положение для спины, а также как зафиксировать бедра и плечи во время выполнения становой тяги или взятия штанги на грудь, следовательно, мы знаем универсальный способ для поднятия чего-либо с земли.
Виртуозное владение языком человеческих движений, основаное на общепринятых принципах силовой функциональной подготовки позволит нам свернуть горы при занятиях кроссфит.
Создатель наделил нас одинаковой структурой тела, а у всех прямоходящих людей плечи работают одинаково. Принципы, которые определяют стабильное положение плеч во время прыжков в гимнастике такие же, как и в жиме лежа.
Поэтому, положение «стойка на руках» и тяжелоатлетический толчок — это абсолютно одно и то же, просто в одном случае голова находится внизу, а во втором – вверху. Невелика разница, согласись-ка. И научитесь уже, наконец, принимать устойчивое положение для плеч, которое необходимо для выполнения всех упражнений.
Так что, если Ваша цель — стать Чемпионом всех кроссфитерских соревнований, установить парочку мировых рекордов или, хотя б, овладеть всеми скиллами в CrossFit, вам нужно четко понимать, как двигаться правильно в любой ситуации.
Итак, всем нам необходима модель, в которой будут прописаны все основы в деталях: как правильно двигаться в любых ситуациях, как выявлять и исправлять ошибки в положениях и действиях.
Запомните, что закрепление позвоночника в нейтральном положении -ключ к безопасным и эффективным движениям.
Надеемся вы поняли все аналогии и мораль этой басни, усвоили моменты касательно закрепления позвоночника в нейтральном положении и выучили основные понятия универсального языка человеческого движения. А чтобы максимально приблизиться к идеальной биомеханике движений – следите за обновлениями.
По материалам книги Kelly Starrett «Becoming a supple leopard».
Добавить комментарий
Прямохождение человека. Различия человека и человекообразных обезьян
Научный редактор АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ, к.б.н., доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ им. Ломоносова Достающее звеноСпециально для портала «Антропогенез.РУ».
Авторский проект С.Дробышевского. Электронная книга даст читателям базовую информацию о том, что известно современной науке о древней родословной человека.
Его комплекс определяется следующими основными признаками.
Расположение большого затылочного отверстия: слева направо — горилла, сахелянтроп, австралопитек африканский, Homo ergaster, современный человек.
Источник: Павел Волков. «Укрощение чёрной обезьяны».
http://warrax.net/85/m1.html
Слево направо — таз: человек, австралопитек афарский, ардипитек рамидус, шимпанзе.
Источник: Ardipithecus ramidus (Science, от 2.10.2009) http://www.sciencemag.org/ardipithecus/
Положение большого затылочного отверстия – у прямоходящих находится в центре длины основания черепа, открывается вниз; у четвероногих – в задней части основания черепа, повернуто назад. Соответственно, основание черепа укорочено у двуногих и удлинено у четвероногих. Вариант промежуточного типа известен уже у Sahelanthropus tchadensis около 6-7 млн. лет назад, а типичный для прямохождения – у Ardipithecus ramidus ramidus 3,9-4,4 млн.
лет назад.
Строение таза – у прямоходящих таз широкий и низкий; у четвероногих таз узкий, высокий и длинный. Промежуточный вариант обнаруживается у Ardipithecus ramidus 4,4 млн. лет назад. Бипедальный вариант известен, начиная с Australopithecus afarensis 3,2 млн. лет назад.
Строение длинных костей ног – у прямоходящих ноги длинные, тазобедренные суставы сильно разведены друг от друга вследствие большой ширины таза, а колени сведены вместе, так что бедренные кости при взгляде спереди наклонены, а кости голени вертикальны, стопы сближены, при взгляде сбоку колени выпрямлены; у четвероногих приматов руки длиннее ног, колени разведены в стороны «колесом» и всегда полусогнуты, стопы разнесены друг от друга, так что при двуногом хождении обезьяна двигается очень неуклюже, враскачку, компенсируя неустойчивость сильными боковыми колебаниями туловища. Обоим вариантам соответствуют определённые характерные формы коленных и голеностопных суставов.
Бипедальное строение бедренных костей известно, начиная с Orrorin tugenensis 6,2 млн. лет назад.
Стопа Homo habilis.
Палеонтологический музей, Москва.
Фото: А. Соколов
Строение стопы – у прямоходящих выражены продольный и поперечный своды (подъёмы) стопы, пальцы прямые, короткие, большой палец не отведён в сторону и малоподвижен; у четвероногих стопа плоская, пальцы длинные, изогнутые, подвижные, большой палец имеет хватательную функцию, может сильно отводиться в сторону, что имеет отражение в большей длине его мышц и характерной форме суставов. У Ardipithecus ramidus 4,4 млн. лет назад присутствуют своды стопы, но пальцы длинные и изогнутые, а большой палец способен отводиться далеко в сторону. В стопе Australopithecus anamensis 4,1 млн. лет назад, судя по строению большой берцовой кости, большой палец был малоподвижен. У Australopithecus afarensis 2,5-3,9 млн. лет назад cводы стопы хорошо выражены, большой палец мог слегка противопоставляться другим, но намного слабее, чем у современных обезьян, отпечаток ноги был почти как у современного человека.
В стопе Australopithecus africanus и Paranthropus robustus большой палец был сильно отведён от других, пальцы были очень подвижные, строение промежуточное между обезьянами и человеком. У всех австралопитеков пальцы стопы были достаточно длинные и изогнутые. У Homo habilis стопа уплощённая, без выраженного свода, но пальцы прямые, короткие, а большой палец полностью приведён к остальным.
Строение рук – у полностью прямоходящих гоминид руки не приспособлены к хождению по земле или лазанию по деревьям, руки короткие, фаланги пальцев прямые; у разных приматов имеются многочисленные морфологические адаптации к цеплянию за ветви (включая варианты с редукцией большого или других пальцев, или со срастанием пальцев в единый «крючок»), а у высших человекообразных – к хождению по земле с опорой на фаланги согнутых пальцев (включая особую скошенность суставной поверхности лучевой кости). Черты приспособления к хождению по земле или лазанию по деревьям есть у австралопитеков Orrorin tugenensis, Ardipithecus kadabba, Ardipithecus ramidus, Australopithecus anamensis, Australopithecus afarensis, Australopithecus africanus, Paranthropus robustus и даже Homo habilis.
В частности, не исключено, что Australopithecus anamensis часто передвигались на четвереньках с опорой на фаланги согнутых пальцев.
Строение позвоночника – у прямоходящих позвоночник ориентирован вертикально и имеет характерные изгибы – лордозы вперёд и кифозы назад, размеры позвонков закономерно увеличиваются сверху-вниз, крестец широкий и короткий; у четвероногих нет шейного и поясничного лордозов, а размеры позвонков различаются не столь закономерно, крестец узкий и длинный. У австралопитеков Australopithecus afarensis и Australopithecus africanus изгибы, вероятно, были как у современного человека, но некоторые детали строения позвонков (например, вытянутость тела позвонков спереди-назад) сближают их с обезьянами. Строение крестца у известных австралопитеков – начиная с Ardipithecus ramidus и Australopithecus afarensis – типично гоминидное.
Лечение заболеваний опорно-двигательного аппарата
Опорно-двигательный аппарат — основа всего организма человека. В ходе своей эволюции человек стал прямоходящим, поэтому строение нашего опорно-двигательного повлияло на развитие всех подсистем организма.
Показания к санаторно-курортному лечению:
- Ревматоидный артрит
- Подагрический артрит
- Артрозы
- Остеохондроз
- Искривление позвоночника
- Миалгия
- Позвоночные грыжи и протрузии
- Болезнь Бехтерева
- Воспаление суставных сумок, сухожилий, мышц
- Спондилез
- Остеопороз
- Подагра
- Артропатия
- Плоскостопие
Вышеуказанные заболевания не только несут с собой постоянные боли и дискомфорт, но и могут привести к серьезным нарушениям подвижности и даже параличу.
Большинство заболеваний в области опорно-двигательного аппарата легко поддаются коррекции на начальных стадиях развития с помощью целебных природных факторов, минеральных вод и грязей, которые своими химическими составами намного богаче лекарственных препаратов и обладают выраженным системным действием.
Программа лечения в «Янтарном береге» сочетает в себе комплекс природных и искусственных факторов, помогающих в борьбе с заболеваниями опорно-двигательного аппаратах.
Природные лечебные факторы:
климатолечение, бальнеолечение (натриево-хлоридно-бромные воды), грязелечение (торфяные лечебные грязи)
Искусственные лечебные факторы:
парафиноозокеритолечение, радоновые, серные, скипидарные ванны, сухая углекислая ванна, подводное вытяжение позвоночника, гидромассаж, ручной и механический массаж, различные виды электролечения.
В ходе лечения достигается болеутоляющий, противовоспалительный, дефиброзирующй, коллагенолитический и трофостимулирующий эффекты.
По-простому — продлить жизнь вашему позвоночнику и суставам можно без операции.
Если оперативного вмешательства избежать не удалось, то восстановить трудоспособность помогут уникальные программы реабилитации, разработанные в нашем санатории.
Эффект от санаторно-курортного лечения:
- Улучшение подвижности в суставах и позвоночнике
- Снятие напряжения межпозвоночных сегментов
- Проработка глубоких мышечные зажимов
- Улучшение кровообращения в мышцах и суставах
- Уменьшение или полностью исчезновение болевого синдрома
- Длительный противоотечный и противовоспалительный эффекты
- Нормализация обмена веществ;
- Переключение на здоровый образ жизни в питании и двигательной активности
- Длительный период ремиссии
Рекомендуемый минимальный срок лечения от 14 дней
Специализированная санаторно-курортная путевка по профилю
«Лечение и профилактика заболеваний опорно-двигательного аппарата»
| №п/п | Наименование лечебно-диагностического мероприятия | на 10 дней | на 14 дней | на 18 дней | на 21 день |
|---|---|---|---|---|---|
| Примерное количество лечебных дней | 8-9 | 11-12 | 15-16 | 17-18 | |
| Диагностический блок | |||||
| 1 | Первичный прием врача терапевта | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | Повторный прием врача терапевта | 1 | 2 | 3 | 3 |
| 3 | Заключительный прием врача терапевта | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 4 | Клинический анализ крови по показаниям | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 5 | Биохимический анализ крови по показаниям | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 6 | ЭКГ по показаниям | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 7 | УЗД суставов по показаниям | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | Консультация врача физиотерапевта по показаниям | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 9 | Консультация врача ортопеда по показаниям | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 10 | Консультация врача травмотолога по показаниям | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Оздоровительный блок | |||||
| 1 | Климатолечение | ежедневно | ежедневно | ежедневно | ежедневно |
| 2 | Талласотерапия в теплое время года | ежедневно | ежедневно | ежедневно | ежедневно |
| 3 | Диетическое 3-х разовое питание по ситеме «Заказное меню» | ежедневно | ежедневно | ежедневно | ежедневно |
| 4 | Прием минеральной воды 3 раза в день | ежедневно | ежедневно | ежедневно | ежедневно |
| 5 | Занятия на тренажерах на свежем воздухе(по погоде) | ежедневно | ежедневно | ежедневно | ежедневно |
| 6 | Естественный солярий на климатической терассе — 2 часа втеплое время года | ежедневно | ежедневно | ежедневно | ежедневно |
| 7 | Терренкур | ежедневно | ежедневно | ежедневно | ежедневно |
| 8 | ЛФК — занятия в группе «опорно-двигательный аппарат» | 8 | 12 | 15 | 18 |
| 9 | Мастер класс «Скандинавская ходьба | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Лечебный блок | |||||
| 1 | Лечебная ванна, одна из | 4 | 6 | 8 | 9 |
| Радоновая ванна | |||||
| Минеральная ванна | |||||
| Контрастная ванна | |||||
| Серная ванна | |||||
| Скипидарная ванна | |||||
| Вихревая ванна рук или ног | |||||
| Сухая углекислая ванна | |||||
| 2 | Бальнеопроцедура, одна из: | 4 | 6 | 8 | 9 |
| Душ Шарко | |||||
| Душ Виши | |||||
| Циркулярный душ | |||||
| Подводное вытяжение позвоночника | |||||
| Бассейн на минеральной воде (20 минут) | |||||
| 3 | Пелоидо-озокеритотерапия, одна из: | 4 | 6 | 8 | 9 |
| Грязевые аппликации | |||||
| Грязевые ванны | |||||
| Гальваногрязь | |||||
| Парафиноозокеритолечение | |||||
| 4 | Массаж, один из видов: | 5 | 6 | 8 | 10 |
| Ручной сегментарный массаж 1 ед | |||||
| Механическое кресло | |||||
| Роликовый массаж стоп | |||||
| Механический массаж «Сапожок» | |||||
| Механический массаж «Кровать» | |||||
| Вакуумный массаж | |||||
| Подводный гидромассаж | |||||
| 5 | Аппаратная физиотерапия, не более 3-х процедур из: | 12 | 18 | 24 | 27 |
| УЗТ или Фонофорез с применением лекарственных средств | |||||
| СМТ на пораженные суставы при наличии болевого синдрома | |||||
| Магнитотерапия на аппаратах «Полюс» или «Алимп» | |||||
| Лазеротерапия | |||||
| Криотерапия локально | |||||
| УВЧ терапия | |||||
| ДМВ терапияобласть суставов ми надпочечников | |||||
| ДДТ терапия | |||||
| Воздействие интерферентными токами | |||||
| Аппарат «Артромот» по показаниям | |||||
| Индивидуальная ЛФК по показаниям | |||||
Комплексные лечебные программы подбираются индивидуально нашими специалистами на основании медицинских обследований и большого опыта в курортологии, с учетом показаний и противопоказаний по основному и сопутствующим заболеваниям в соответствии с требованиями Стандартов санаторно-курортной помощи.
На протяжении всего периода лечения в санатории врач курирует пациента лично.
|
||||
Более 4 миллионов лет тому назад появились автстралопитеки – человекоподобные существа, для которых основным отличием от других жителей планеты было прямохождение, то есть уже тогда приматы – отряд млекопитающих, включающий в себя обезьян и человека — обладали способностью передвигаться на задних конечностях по твердой поверхности. Такой способ передвижения называется бипедализм. Он возник в ходе эволюции у различных групп наземных животных и наибольшее распространение получил у птиц, сумчатых млекопитающих (кенгуру, коалы и др.) и человека. Предпосылками появления такого способа перемещения, как полагают некоторые ученые, было возникновение потребности у млекопитающих животных для передних конечностей выполнять хватательную функцию. Действительно, передние конечности у некоторых животных со временем поменяли свою форму, по сравнению с задними конечностями, так как выполнение ими раннее функции перемещения стало, очевидно, недостаточно. Например, хищники, преследуя свою добычу и приближаясь к ней на близкое расстояние, переходя с галопа на прыжки, пытаются схватить ее передними лапами.
Или некоторые виды травоядных животных стараются дотянуться передними конечностями до вкусных плодов деревьев и кустарников и положить их себе в пасть, чтобы полакомиться ими и утолить голод. Некоторые животные используют бипедальный способ перемещения при переносе своих детенышей или каких-либо предметов из одного места в другое.
Изменения касались нескольких аспектов: образа жизни, формирования физического типа человека, приобретения новых навыков, способностей. Начался процесс зарождения целесообразной, сознательной трудовой деятельности. Также происходили существенные изменения, проявляющиеся в появлении социальных качеств первых людей и речи, которые приобретались и развивались в процессе жизнедеятельности при взаимодействии их друг с другом. Древнейшие люди постепенно стали овладевать способностью организовывать совместную охоту, особенно на крупных животных; они научились совместно заниматься поиском полезных и съедобных дикорастущих плодов и ягод различных растений и деревьев; приобрели умение распределять различные функции между собой, что и помогало им выжить в непростых природных условиях. Все эти этапы нашли отражение в названиях видов древнейших людей, последовательно сменявших друг друга:
Согласно другой точке зрения, ученые полагают, что в какой-то момент времени произошло разделение австралопитеков на ветви или подвиды высших приматов. И вид австралопитеков (afarensis) после разделения ветвей дал начало так называемому человеку умелому (Homo habilis).
Этот вид оказался более похож на человека прямоходящего, вследствие чего и был сделан предварительный вывод о существовании переходной формы от австралопитеков к людям.
Челюсти и надбровные дуги были развитыми и заметно выступали, а нос был плоским. И что очень важно, ученые обнаружили изменения в строении гортани, где появились выступы, или центры Брока, характерные для формирования центра речи. Пусть диапазон звуков был еще не столь обширен, но звуковое общение на примитивном уровне уже существовало.
Человек прямоходящий (Homo erectus)
как предки человека научились ходить и какую цену за это заплатили — Наука на TJ
Большой рассказ о начале «очеловечивания» приматов и их пути к жизни на двух ногах.
20 200 просмотров
Иллюстрация Велизара Симеоновского
Последний общий предок человека и шимпанзе жил около семи миллионов лет назад. Тогда неизвестная миру самка родила двух девочек, одна из которых устала потакать консервативной родне и решила пойти своим путём. В отличие от сестры, продолжившей род шимпанзе, она стала прародительницей новой эволюционной линии – человеческой.
Та группа обезьян, которая включает предков современного человека, но не включает шимпанзе, называется гоминидами. Ранним гоминидам, жившим 7-5 миллионов лет назад, до людей было ещё очень далеко, но первый шаг к этому (в прямом и переносном смысле) они сделали – стали передвигаться на двух ногах.
«Очеловечивание» началось именно с прямохождения. Из совокупности трёх признаков, характерных только для человека – двуногость, хватательная кисть и объемный, высокоразвитый мозг – прямохождение развилось первым и сыграло ключевую роль во всей дальнейшей истории гоминид.
Основные источники статьи:
- Вишняцкий Л.Б. «История одной случайности, или происхождение человека»;
- Дробышевский С.В. «Достающее звено. Кн. 1, 2»;
- Марков А.В. «Эволюция человека. Книга 1. Обезьяны, кости и гены»;
- Джереми Тейлор. «Здоровье по Дарвину: почему мы болеем и как это связано с эволюцией».
Парад первопроходцев
В течение последних 25-ти лет на территории Африки были найдены останки трёх древних гоминид, живших в период с семи до четырёх с половиной миллионов лет назад: Sahelanthropus tchadensis (Сахелянтроп), Orrorin tugenensis (Оррорин) и Ardipithecus ramidus (Ардипитек).
Эти находки удивили палеоантропологов со всего мира по нескольким причинам. Во-первых, до этого о предках человека, живших позже четырёх миллионов лет назад, ничего не было известно. Во-вторых, изучение останков троицы дало основание полагать, что все они уже ходили на двух ногах.
Палеоантропология – наука, изучающая эволюцию человека на основе ископаемых останков гоминид.
Конечно, передвигались древние гоминиды не так уверенно, как современные люди, да и от лазания по деревьям никто из них не думал отказываться – достоверно известно, что сахелянтроп, оррорин и ардипитек жили в смешанных ландшафтах, где лес чередовался с саваннами. Однако надо ведь с чего-то начинать.
В 2002 году французские археологи обнаружили в Северной Африке Сахелянтропа. Исследователям несказанно повезло – в их руки попал целый череп с нижней челюстью и отдельными зубами. Практически сразу сахелянтропа нарекли древнейшим и примитивнейшим предком человека.
Череп сахелянтропа Фото Antropogenez
Изучение химического состава отложений, найденных с останками Тумая (палеоантропологи любят давать своим находкам прозвища) позволило сделать вывод, что сахелянтроп жил 7-6 миллионов лет назад. Умом он не блистал, так как объём его мозга составлял всего 360 кубических сантиметров – меньше, чем у среднестатистического шимпанзе.
Но большой сообразительности от него никто и не требовал. Примечательно в черепе Тумая другое: затылочное отверстие, к которому крепится позвоночник, расположено у него не сзади, как у четвероногих обезьян (включая наших ближайших родственников – шимпанзе), а ближе к середине основания черепа. То есть позвоночник сахелянтропа крепился к голове скорее снизу.
Расположение большого затылочного отверстия шимпанзе (а), австралопитека (б) и человека (в). Сахелянтроп занимает промежуточное положение, близкое к австралопитеку Иллюстрация из книги Станислава Дробышевского
Из этого следует, что Sahelanthropus tchadensis мог передвигаться на двух ногах. Вероятно, очень неуклюже, но факт остаётся фактом – зачатки прямохождения существовали.
В 2000 году в Кении обнаружились останки другого гоминида, получившего имя Orrorin tugenensis, или «Человек Тысячелетия». Его возраст – 5,7-5,8 миллионов лет. Вероятно, оррорин является прямым потомком сахелянтропа.
Тут археологам повезло меньше – все находки фрагментарны и немногочисленны. Тем не менее, удалось найти зубы и бедренные кости оррорина, которые много говорят об их образе жизни.
Прямизна бедренной кости и строение её шейки и головки указывает на то, что оррорин не только не отказался от привычки своих предков ходить на двух ногах, но и развил это умение.
Orrorin tugenensis Фото Antropogenez
Но самым интересным представителем ранних гоминид стал Ardipithecus ramidus, останки которого обнаружили в 1993 году в Эфиопии. Со временем палеоантропологи откопали огромное количество костей ардипитека, включая почти полный скелет (в том числе череп) самки, получившей прозвище «Арди».
Арди – девушка в возрасте, ей 4,4 миллиона лет. Несмотря на то, что объём мозга и строение верхних конечностей выдают в ней обезьянье прошлое, в своём облике Арди сочетает многие прогрессивные человеческие признаки.
Ардипитеки совершенно точно являлись прямоходящими существами. Затылочное отверстие, о котором заходила речь выше, у Арди сдвинуто к центру основания черепа более очевидно, чем у сахелянтропа. Бедренные кости схожи с таковыми у орроринов.
Череп, скелет и реконструкция внешнего вида Арди Иллюстрация из книги Станислава Дробышевского
Таз Арди занимает строго промежуточное положение между обезьяньим и человеческим – он вытянут, как у четвероногих приматов, но и расширен, как у людей.
В пользу утверждения, что ардипитеки передвигались на своих двоих, говорит и строение их стоп. Большой палец Арди всё ещё был оттопырен в сторону для хватания за ветки деревьев, однако развитые продольный и поперечный своды стопы свидетельствуют о прямохождении.
В целом, Ардипитеки – это прекрасный пример переходного звена между обезьяной и человеком. Их потомками стали австралопитеки: существа чуть выше метра ростом, обладающие прямой осанкой и почти прямыми ногами со стопами, утратившими способность хвататься за ветки. Для них, благодаря предкам, прямохождение стало нормой.
Почему традиции предков остались в прошлом
Около семи миллионов лет назад далёкие предки современных людей решили, что передвигаться на двух задних конечностях – не такая уж плохая идея. Но что побудило их перейти к прямохождению?
Это – один из вечных вопросов антропологии и единственно правильного ответа на него не существует. Зато гипотез – множество, и почти каждая из них имеет свои недостатки.
Гипотеза о миоценовом похолодании
Последнее столетие одной из ведущих являлась гипотеза о миоценовом похолодании. Согласно этой концепции, к концу миоценового периода (6-5 миллионов лет назад) из-за глобального похолодания площадь тропических лесов резко сократилась, а на их месте появлялись саванны. Гоминиды встали перед выбором: вымереть, остаться выживать в лесах или приспособиться к наземному образу жизни на двух конечностях.
Они выбрали последнее (в то время как предки современных шимпанзе, орангутанов, горилл и гиббонов оказались более консервативными и избрали второй вариант). На вопрос, что мешало человекообразным передвигаться на карачках и по саванне, защитники данной концепции дают прямой ответ: высокая трава, препятствующая обзору.
Иллюстрация Cenkertekin
Мало того, в ней водятся хищники, которых легко заметить, встав на задние конечности. Прямохождение стало жизненной необходимостью, а особи, понявшие это раньше остальных, чаще выживали и оставляли больше потомства.
Эта гипотеза являлась практически общепринятой, пока палеоантропологи не наткнулись на останки разобранных выше древних гоминид. Как выяснилось, сахелянтроп, оррорин и ардипитек жили в смешанных ландшафтах, в которых соотношение леса и саванны нередко составляло один к одному.
Более того, большое количество времени они проводили именно на деревьях, время от времени спускаясь на землю для пеших прогулок. Следовательно, переход к двуногости не мог быть связан с вынужденным приспособлением к жизни в открытой местности.
Многие критики указывают на павианов и мартышек-гусаров, которые живут в безлесных районах, но при этом остаются четвероногими. Шатким является и аргумент «о длинной траве»: полевые исследования шимпанзе и других обезьян показывают, что они очень редко встают на задние лапы для осмотра местности.
Наконец, предки современного человека, включая и более продвинутых австралопитеков, имели очень маленький рост и вес – бойцы из них никакие. Учитывая данное обстоятельство, насколько безопасно им было выпрямляться в саваннах, кишащих саблезубыми тиграми, гиенами и прочими хищниками?
Терморегуляционная и биоэнергетическая гипотезы
Очень тесно с гипотезой миоценового похолодания связана терморегуляционная гипотеза, которая гласит, что с переходом в жаркие саванны гоминиды были вынуждены встать на задние конечности, чтобы их тело не перегревалось. И ведь правда: у четвероногих животных площадь поверхности тела, подвергающаяся солнечным лучам, гораздо больше, чем у людей, рискующих только макушкой (солнечный удар никто не отменял).
Однако позже выяснилось, что миллионы лет ранние гоминиды блуждали по лесистым местностям, где найти тенёк не составляло особого труда.
Защитники биоэнергетической гипотезы утверждают, что переход к прямохождению обусловлен энергетической выгодой – существа, передвигающиеся на двух конечностях, экономят гораздо больше сил и энергии, чем четвероногие. Экспериментально доказано, что при одинаковых энергозатратах шимпанзе за день может преодолеть почти десять километров, в то время как человек – все семнадцать.
Безусловно, выгода очевидна, однако чтобы гоминиды её ощутили, переход к прямохождению должен был быть осуществлён моментально и сразу к идеальному, человеческому его варианту. В реальности же ранние гоминиды очень долгое время «ковыляли» как придётся, не ощущая никакой энергетической выгоды, скорее даже наоборот.
Одной из наиболее интересных, но маловероятных гипотез является «акватическая». Она гласит, что переход древних людей к прямохождению вызван их проживанием близ водоёмов, которые затруднительно пересекать на четвереньках.
Трудовая гипотеза Фридриха Энгельса
Эта гипотеза тоже долгое время оставалась популярной и особенно хорошо с ней знакомы советские школьники и студенты. Она гласит, что двуногость древним гоминидам понадобилась для освобождения рук, которые, в свою очередь, понадобились для изготовления орудий труда.
Но, как и гипотеза о миоценовом похолодании, трудовая концепция Энгельса также была разгромлена новыми находками. Со временем выяснилось, что изготовление первых орудий труда началось по самым оптимистичным прогнозам три миллиона лет назад (но вероятнее всего – 2,3-2,6 миллионов лет назад), в то время как к двуногости гоминиды перешли намного раньше. Поэтому, скорее прямохождение повлекло за собой освобождение рук и развитие трудовой деятельности, а не наоборот.
Чоппер – примитивное орудие труда, характерное для олдувайской эпохи (2,5-1 миллион лет назад) Иллюстрация Antropogenez
Кроме того, даже 2,5 миллиона лет назад орудия труда гоминиды делали скорее сидя, нежели стоя. Это вполне логично и проверено опытным путём: археологам, пытавшимся изготовить первобытные орудия из кости или камня, намного удобнее было делать это усевшись. Для получения необходимых сколов приходилось стучать камнем о камень, один из которых проще положить на землю перед собой.
Социальная концепция
Эту концепцию выдвинул американский палеоантрополог Оуэн Лавджой в 1980-х годах. Она предполагает, что прямохождение возникло из-за перехода ранних гоминид от полигамных сексуальных отношений к моногамным.
Лавджой утверждает, что древним гоминидам уже была присуща К-стратегия поведения, согласно которой репродуктивный успех зависит не столько от высокой плодовитости самцов, сколько от выживаемости небольшого числа их детёнышей. В итоге, «мужья» переставали гоняться за как можно большим числом половых партнёрш, сосредотачиваясь на заботе об одной-двух, с которыми и продолжали свой род.
Крупные клыки у самцов приматов – надёжный индикатор повышенной внутривидовой агрессии, вызванной необходимостью физической борьбы между самцами за как можно большее число самок.
У ранних гоминид, включая салехантропов, орроринов и ардипитеков, клыки стали маленькими, почти человеческими. Это может являться подтверждением догадки о том, что они были намного спокойнее своих сородичей-обезьян и предпочитали создавать моногамные брачные узы, а не гаремы.
Моногамные отношения представляли взаимовыгодное сотрудничество между самкой и самцом и функционировали по принципу «секс в обмен на пищу»: самец прокармливал самку, а та в ответ передавала его гены следующим поколениям. Забота о самке была выгодна и самцу, ведь от её благополучия зависела жизнь потомства. А потомство – это самое главное!
Причём тут прямохождение? Самцам, взявшим за правило носить лакомства своим самкам, стало легче делать это на двух ногах – ползая на четвереньках, много не унесёшь. Помимо этого, им время от времени приходилось защищать самок от хищников, бросаясь в них разными предметами. Это также легче делать, стоя на задних конечностях и орудуя обеими руками.
Самкам тоже приходилось нелегко: детёнышей необходимо переносить с места на место, а это не так уж и просто, когда передвигаешься на четырёх конечностях. Решение данной проблемы стало очередным толчком к развитию двуногости у гоминид.
Социальная концепция звучит складно – ведь мы действительно видим уменьшение клыков с самого начала становления прямохождения. Однако есть у данной гипотезы и свои минусы.
Например, её практически невозможно подтвердить на 100%, имея на руках лишь кости (в большинстве случаев крайне немногочисленные). Более того, вся гипотеза основана на изменении поведения гоминид в сторону моногамии, но при этом непонятно, что стало причиной этого изменения.
Современные древесные обезьяны легко справляются с переносом еды, не меняя при этом способа передвижения. То же касается борьбы с хищниками – шимпанзе, например, способны отпугнуть гепарда, размахивая колючими ветками.
Гипотеза Робина Кромптона
Наименее шаткой на данный момент является гипотеза профессора Ливерпульского университета Робина Кромптона, которая гласит, что прямохождение первоначально развилось как адаптация к жизни на деревьях.
Согласно Кромптону и его коллегам, по тонким и гибким ветвям некоторым обезьянам проще передвигаться на задних конечностях – так центр тяжести смещается вниз и вероятность упасть становится меньше. Руки в это время служат для поддержания равновесия, кормления и опоры на другие ветки для страховки.
Особенно это видно на примере орангутанов, которые по толстым и устойчивым веткам передвигаются на четырёх конечностях, а по тонким и гибким на двух. При этом, их походка очень похожа на человеческую – они полностью выпрямляют ноги.
Фото Hikingtreksumatra
Последний общий предок орангутанов, горилл, шимпанзе и людей жил около 15 миллионов лет назад. Исследователи полагают, что двуногое перемещение по тонким ветвям было присуще тем самым далёким предкам всех человекообразных обезьян.
Первыми отделились от общего эволюционного древа орангутаны, которые сохранили умение передвигаться на двух конечностях и пользуются им до сих пор. Гориллы и шимпанзе поступили иначе и сделали упор на четвероногость с опорой на костяшки пальцев. И они иногда поднимаются на задние лапы, но происходит это редко.
Гоминиды, отделившись от общего предка шимпанзе, последовали примеру орангутанов и продолжили практиковать прямохождение сначала в лесистых джунглях, а затем в саваннах. Миоценовое похолодание не застало их врасплох: к этому времени они уже были преадаптированны к жизни в открытой местности.
Кромптон сделал вывод, что орангутаны и гоминиды сохранили двуногую походку своих далёких древесных предков, в то время как гориллы и шимпанзе её утратили.
Эта гипотеза объясняет то, что другие объяснить не могут. Например, становится понятно, почему жившие в лесистой местности древние гоминиды (сахелянтроп, оррорин и ардипитек) практиковали прямохождение. Перестаёт казаться загадочным и наличие у них чисто обезьяньих черт наряду с двуногостью – по концепции Кромптона, эти качества долгое время сосуществовали и дополняли друг друга.
Некоторые учёные-палеоантропологи ставят под сомнение саму мысль, что появление прямохождения было обусловлено какой-то выгодой. Они считают, что двуногость могла возникнуть как нейтральный признак, изначально не имеющий никакого приспособительного значения.
Плата за двуногость
Может и не моментально, но прямохождение стало для древних гоминид настоящим благом, являясь первым и основным этапом «очеловечивания». Однако за всё приходится платить, и за возможность ходить на двух ногах мы расплачиваемся до сих пор.
Изменение строения нижней части скелета в связи с переходом к прямохождению сделало процесс родов для женщин затруднительным и невероятно болезненным. Развитие двуногости привело к тому, что таз и бёдра стали намного уже, а родовые каналы – запутанней. Деторождение превратилось в пытку.
Другая патология, присущая только прямоходящим – сколиоз, или боковое искривление позвоночника, ставшее следствием его S-образной формы. Вполне вероятно, это связано с силой тяжести, которая при вертикальном положении позвоночника усиливает любую асимметричность в структуре позвонков, дисков и мускулатуры.
Поясничные боли также могут являться следствием развития прямохождения. Нагрузка на поясничный отдел очень высока, а нижние поясничные позвонки отличаются меньшей плотностью, чем верхние.
Значительный вес имеют наши внутренние органы, под давлением которых при вертикальном положении тела создаётся риск образования позвоночных грыж. Высокое расположение сердца над землёй заставляет венозную кровь преодолевать силу притяжения, чтобы добраться от ног до грудной клетки, что приводит к возникновению варикоза.
Но несправедливо винить во всём двуногость. Например, за боль в пояснице очень часто несёт ответственность не позвоночник, а какая-нибудь мышца или связка, функционирующая неправильным образом.
Мышечное сжатие позвоночника у четвероногих животных ничуть не меньше, чем у людей. Особенно это касается хищников: необходимость регулярной погони за добычей держит их мышцы торса в постоянном напряжении, что ведёт к огромным нагрузкам на позвоночник и болезненным спазмам.
Практически все люди при ходьбе неконтролируемо размахивают руками взад-вперёд. Кто-то скажет, что они болтаются просто так, и окажется неправ: это наш мозг всё ещё отрабатывает четвероногий бег.
Не стоит забывать и о плюсах, ведь эволюция дала нам пластичную костно-мышечную систему, способную перестраиваться в зависимости от обстоятельств. Именно благодаря этому боли в спине не являются проблемой для людей, регулярно таскающих тяжести – со временем их спина адаптируется к новым условиям, чтобы справляться с нагрузками.
В конце концов, в связи с развитием цифровых технологий современные люди ведут малоподвижный образ жизни, чем сами лишают свой позвоночник гибкости. Регулярная разминка позволяет держать его в тонусе и снизить риск заболеваний: диски при постоянных нагрузках остаются упругими и эластичными и их гораздо тяжелее повредить.
Эта статья создана участником Лиги авторов. О том, как она работает и как туда вступить, рассказано в этом материале.
Сидячая работа: чем это грозит?
Природа создала человека прямоходящим существом с позвоночником, имеющим четыре физиологических изгиба. В здоровом состоянии они выполняют важнейшую задачу амортизации при движениях – ходьбе, беге, прыжках. Такое строение позвоночника было необходимо для выживания – добывания пищи, бегства от опасности.
Положение «лежа» также физиологично для человека и необходимо для сна. Но анатомически наш позвоночник совершенно не приспособлен к долговременному сидению, которое за последние десятилетия стало настоящим проклятием человечества.
Большинство людей не ходят, а буквально переползают из кресла в кресло весь день: сидя едят, едут на работу в общественном транспорте или личном авто, в том же положении проводят весь рабочий день. Возвращаются домой, где усаживаются на диван перед телевизором или на кресло перед компьютером.
«Сидячее время» нередко переваливают за отметку в 10-12 часов за сутки. А это, вдумайтесь, половина жизни! Причем, в самом неестественном для позвоночника положении.
«Подарки» сидячего образа жизни
Когда мы долго сидим, межпозвоночные диски поясничного отдела подвергаются компрессии, центр тяжести смещается вперед. Читая что-либо на ПК или печатая, большинство людей неосознанно выдвигают голову в сторону монитора или клавиатуры, которые находятся намного ниже линии глаз. Тем самым, подвергается серьезной перегрузке и шейный отдел.
Кроме того, в долгом сидячем положении:
- нарушаются обменные процессы в костно-мышечном аппарате;
- существенно ухудшается кровообращение органов малого таза и ног;
- страдают коленные, голеностопные и тазобедренные суставы.
Через непродолжительное время уже можно услышать «крик о помощи» суставов в виде скрипа, хруста, отеков и боли.
Причины сколиозов и других искривлений позвоночника, остеохондроз, появление грыж и протрузий, спондилёз, артриты и артрозы, букет проблем внутренних органов, включая сердце и легкие, уходят корнями в это неестественное положение позвоночника, если оно длится часами.
Стол-stand up или решение «сидячей» проблемы
Мудрые японцы позаботились о здоровье сотрудников своих фирм: каждый может работать по желанию – стоя или сидя. Например, бренд Rakuten – мощнейший онлайн-ритейлер Японии, в центральном офисе Токио установил для работы специальные стойки, которые могут трансформироваться из положения «сидя» – в «стоя».
Служащие компании утверждают, что при чередовании двух поз в работе, с преимущественной работой на ногах, их перестали беспокоить боли в шее и пояснице, улучшилось общее самочувствие и настроение, увеличилась продуктивность.
В Европе и Америке возможность офисной работы за столами-трансформерами с регуляцией высоты – также достаточно частое явление. Это позволяет уменьшить или вовсе избавиться от боли в спине, ноющих плеч, отекающих ног и скованности коленных суставов.
Выбор есть всегда
Стол stand up своими рукамиДля stand up рабочего места совсем не обязательно покупать дорогостоящий стол. Простая надстройка на него стоит дешево и даже может быть сделала своими руками, особенно если вы работаете дома. Главное, монитор компьютера должен находиться на уровне глаз.
Если вы приверженец сидячей работы «по старинке», то введите привычку вставать каждые 40-60 минут, чтобы пройтись или сделать несколько приседаний. Помните, что одна из причин отеков ног – нарушение кровообращения нижних конечностей, венозный застой.
При сидячей работе хорошо помогает суставная гимнастика, которую можно делать самостоятельно по 15-20 минут в день или обратиться за профессиональной помощью в центр Евминова (Одесса) и пройти классический лечебный массаж с элементами суставной гимнастики.
Суставная гимнастика: вращение по и против часовой стрелки, по 4 раза в каждую сторонуВажно знать: если вы продолжительное время сидите, то связки позвоночника находятся в расслабленном состоянии. Нельзя резко вскакивать, делать скрутки или нечто, требующее больших физических усилий – велик риск смещения позвонков и получения микротравм.
За что позвоночник и суставы скажут вам «спасибо»
Вопреки стереотипу, бег укрепляет здоровье далеко не всем и не всегда. При выраженных сколиозах, искривлениях позвоночника, радикулите, протрузиях и грыжах, артритах и артрозах нижних конечностей ударные волновые нагрузки представляют серьезную угрозу для суставов и хребта.
Другое дело – плавание. Вода снижает нагрузку на скелет до минимума, в то же время у плавающего человека работают все группы мышц. Плавание прекрасно помогает при сердечно-сосудистых заболеваниях, большинстве проблем с позвоночником и рекомендовано даже в период реабилитации после травм хребта.
Знаете ли вы, что существует плавание… без воды? Так называют уникальную методику Евминова, которая за 15 лет вернула к полноценной жизни сотни тысяч людей не только в нашей стране, но и за ее пределами. Кинезотерапия на ортопедическом тренажере («доске»), которую давно и успешно практикует официальный центр Евминова в Одессе, сочетает дозированное вытяжение позвоночника с одновременным укреплением мышечного корсета.
Систематические занятия по данной методике позволяют избавиться от протрузий, грыж, остеохондроза, сколиозов и многих других заболеваний, которыми «награждает» нас сидячая работа и аналогичный образ жизни.
Путь, которым вы идете, привязан к отверстию в вашем черепе
В нижней части вашего черепа есть характерное отверстие. Техническое название отверстия — большое отверстие — «большое отверстие», через которое проходит спинной мозг и другие важные мягкие ткани. Это отверстие в кости приобрело большое значение в продолжающемся исследовании того, когда человеческая родословная отделилась от других обезьян. Если большое затылочное отверстие указывает на положение позвоночника по отношению к голове и, следовательно, на то, было ли существо двуногим или передвигалось каким-то другим путем, то положение отверстия может указывать на то, когда наши предки развили вертикальную, двуногую позу, которую так часто принимали. быть отличительной чертой человечества.
Не все согласны с важностью большого затылочного отверстия для определения двуногих привычек среди гоминидов. Палеоантрополог Рэймонд Дарт использовал ориентацию отверстия на черепе «ребенка Таунга» Australopithecus africanus , чтобы утверждать, что окаменелость представляет собой раннего человека, а недавно Мишель Брюне использовал тот же аргумент, чтобы выдвинуть гипотезу о ранней человеческой идентичности для спорная окаменелость под названием Sahelanthropus tchadensis . Но другие исследователи сомневаются в том, что это любопытное отверстие в черепе действительно свидетельствует о том, что человек передвигается на двух ногах.Связь между большим затылочным отверстием и двуногостью кажется верной, но веских доказательств, подтверждающих эту связь, не так много. И, как предположили исследователи Уильям Кимбел и Йоэль Рак в исследовании 2010 года, положение отверстия черепа может иметь большее отношение к положению туловища, чем к ходьбе в вертикальном положении.
Однако в новом исследовании журнала Journal of Human Evolution антропологи Габриэль Руссо и Кристофер Кирк предлагают выход из тупика. При этом они отмечают, что «прошлые попытки связать положение большого затылочного отверстия с прямохождением также были осложнены тем фактом, что H.sapiens — единственный обычно живущий на двух ногах вид приматов », — отмечают Руссо и Кирк, что привычное двуногое поведение независимо развилось среди других групп млекопитающих, кроме приматов. Если двуногость и положение большого затылочного отверстия связаны у этих животных, то, вероятно, существует функциональная связь и для людей.
Желтоногий каменный валлаби, двуногое сумчатое животное.
Фотография Peripitus, распространяется по мульти-лицензии с GFDL и Creative Commons CC-BY-SA-2.5 и более ранними версиями (2.0 и 1.0).Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Руссо и Кирк исследовали нечеловеческих приматов, сумчатых и грызунов в своем исследовании, сравнивая двуногих форм — таких как кенгуру и валлаби в случае сумчатых — с четвероногими родственниками. В то время как у грызунов и сумчатых наблюдалось некоторое совпадение положения большого затылочного отверстия у двуногих и четвероногих видов, в целом Руссо и Кирк обнаружили, что у двуногих видов в каждой группе, как правило, отверстие более расположено вперед.Это касается и нас — большое затылочное отверстие в человеческом черепе расположено не так, как ни у одной другой живой обезьяны.
Лемуры и их близкие родственники также имеют анатомическую опору в вертикальном положении, будучи привязанными к тому месту, где находится большое затылочное отверстие. В своей выборке Руссо и Кирк сравнили стрепсеринских приматов — лемуров, лорисов и галаго, которые держат свое тело в вертикальном положении, с теми, у которых шипы обычно параллельны земле. Эти приматы не являются двуногими, как мы или некоторые другие млекопитающие, участвовавшие в исследовании, но, тем не менее, те, которые держат свое тело вертикально, имеют большое затылочное отверстие, расположенное впереди видов с разными позами.
Сифака Верро, демонстрирующая прямую осанку.
Фотография Джеффа Гиббса, распространяется по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Наш вид не уникален тем, что у него большое затылочное отверстие расположено на нижней стороне черепа. Руссо и Кирк отмечают, что переднее расположение этого отверстия черепа эволюционировало по крайней мере четыре раза у млекопитающих с поразительно разной анатомией.Фактически, стрепсеринские приматы в исследовании показали, что двуногая походная поза даже не обязательна для развития такого расположения большого затылочного отверстия. Удерживание туловища в вертикальном положении, независимо от того, как движется млекопитающее, также связано с смещением вперед ориентира черепа. Не то чтобы двуногие и прямая осанка всегда шли вместе. У кенгуру и валлаби, представленных в исследовании, большие отверстия расположены вперед, но они, как правило, держат свое тело более горизонтально.
Глядя дальше вымерших людей и наших близких родственников обезьян, Руссо и Кирк показали, что на положение большого затылочного отверстия влияют способы передвижения, а также поза тела.Эти двое не обязательно должны сочетаться так, как мы воплощаем — вспомните кенгуру и лемуров. Тем не менее, применяя открытие к нашим доисторическим родственникам, Руссо и Кирк пришли к выводу, что положение большого затылочного отверстия является хорошим индикатором двуногого передвижения. Однако не сразу ясно, что это означает для положения позвоночника.
По крайней мере, две ископаемые обезьяны, претендующие на звание «самого раннего из известных людей» — Ardipithecus и Sahelanthropus — имеют большие отверстия, больше похожие на наши, чем на живых, нечеловеческих обезьян.Оба могли быть двуногими, заключают Руссо и Кирк. Но означает ли это, что оба действительно принадлежали к человеческому роду? Существует традиционное предположение, что двуногие люди развились только один раз около основания нашего генеалогического древа. Если потенциальный гоминин выглядит двуногим, значит, он приветствуется в нашей семье. Но так быть не должно.
Двуногие — это не производная анатомическая черта, которая связывает между собой близких родственников, а способ передвижения, который эволюционировал многократно на протяжении эволюционной истории и существует в различных формах.Двуногие кенгуру — это не то же самое, что и жеребоа, это не то, что мы двуногие. То, как Ardipithecus и Sahelanthropus воплотили двуногость, вероятно, сильно отличалось от того, как мы это делаем, и до сих пор неизвестно, являются ли эти приматы нашими предками или ранними экспериментами, чьи родословные были уничтожены миллионы лет назад. Мы продолжаем искать расположенное вперед затылочное отверстие как маркер человечества из-за того, каков наш вид сегодня, но кто знает, что еще можно найти среди малоизвестных ранних ветвей обезьяньего дерева, от которого отделились наши предки.
Ссылка:
Руссо Г., Кирк Э. 2013. Положение большого затылочного отверстия у двуногих млекопитающих. Журнал эволюции человека . http://dx.doi.org/10.1016/j.jhevol.2013.07.007
Двуногие | Encyclopedia.com
двуногие Когда животное способно ходить или бегать на двух ногах, оно считается двуногим или демонстрирует двуногость. Следовательно, двуногие движения — это стиль передвижения. Многие животные демонстрируют двуногость, некоторые из них обычно (например, птицы и люди), а некоторые — спорадически (например.грамм. некоторые ящерицы и человекообразные обезьяны). Животные, способные к двуногому передвижению, демонстрируют анатомические приспособления к этому способу ходьбы.Поучительно сравнить гориллу с современным человеком. Когда горилла стоит на четвереньках — ее обычное положение — ее позвоночник находится под косым углом к земле, а не параллельно земле, как у большинства полностью четвероногих животных. В этом положении линия веса гориллы (или линия «центра тяжести») проходит между передними и задними конечностями.Когда человек стоит или ходит в вертикальном положении, ось массы тела проходит от сустава у основания черепа, близко к позвоночнику, через тазобедренные суставы и вниз по нижним конечностям, чтобы встретиться с землей между ними. ступни.
Преобразование структуры и функций горилл в человеческие включает изменения костей, суставов, связок и мышц. Корректировки скелета включают изменения в основании черепа и совмещения головы и шеи: эти изменения приводят к тому, что голова не свешивается вперед из косого позвоночника (как у обезьян), но хорошо сбалансирована в вертикальном положении. столбец.
Во-вторых, позвоночник сам развивает структурные механизмы для передачи веса тела по позвоночнику в верхнюю часть крестца, а оттуда через крестцово-подвздошные суставы (суставы между крестцом и левым и правым бедрами). кости).
В-третьих, наблюдаются существенные различия между тазобедренными костями четвероногих и двуногих приматов, включая также локомоторные и постуральные мышцы, прикрепленные к тазобедренным костям.
В-четвертых, существуют поразительные структурные различия в размере и форме головки и шейки бедренной кости (бедренной кости), длине, кривизне и форме стержня этой кости; в строении и функции коленного сустава; и в щиколотке, стопе и пальцах ног.
Есть и другие отличия скелета. Например, происходит перестройка верхней конечности от плеча к пальцам, поскольку эта конечность перестает использоваться для передвижения и становится инструментом для переноски и манипулирования.
Как в эволюции человека развилось двуногое передвижение? К счастью, остатки соответствующих частей скелета из Южной и Восточной Африки пролили свет на путь развития двуногого мышления.
Окаменелости показывают, что элементы двуногого комплекса человека возникли в самом начале гоминизации.Однако было бы неправильно думать, что все анатомические приспособления к двуногому движению появились одновременно. Есть много свидетельств того, что многие структурные и функциональные комплексы развивались по частям: одни предметы появились раньше, другие позже; одни метаморфизируются быстро, другие — медленно. Мы называем такие закономерности изменения мозаичной эволюцией . Структурный комплекс, который делает возможным двуногие, является примером. Двуногие люди не пришли на нашу планету в готовом виде, а развивались поэтапно.Например, подвздошной кости (расширяющаяся верхняя часть) бедренной кости у современных людей отличается от обезьян. Подвздошная кость обезьяноподобных людей из рода Australopithecus , обитавших в Африке от четырех до одного миллиона лет назад, была гораздо больше похожа на подвздошную кость современного человека, чем на обезьяну; тем не менее, в нем были обнаружены черты, в которых он не был полностью человечным. Мышцы, прикрепленные к этой кости, должны были работать несколько иначе, чем наши. Дальнейшие изменения, должно быть, затронули тазовую кость на более поздних стадиях, приведя ее в соответствие со структурой современных двуногих людей.Точно так же стопа — изысканный орган, позволяющий выполнять такие умелые движения, как балетные танцы и карате, — не совершила одного гигантского прыжка. Имеются данные о нескольких стадиях превращения обезьяноподобной ноги в человеческую. По крайней мере, некоторые ранние африканские гоминиды, кажется, обладали ступнями, в которых большой палец ноги был отделен от четырех боковых пальцев, как у шимпанзе. Это был более подвижный большой палец ноги, чем у современных людей. Однако такая ступня была частью скелета двуногого гоминида.Коленный сустав Australopithecus тоже был в некоторых отношениях похож на шимпанзе и не полностью очеловечен. Плечевой комплекс австралопитека демонстрировал стойкость обезьяноподобных черт, что подтверждает мнение о том, что обезьяно-люди были способны некоторое время функционировать на деревьях или древесным путем, при этом передвигаясь на двух ногах по земле. в других случаях.
Двуногие, практикуемые современными людьми, — это шаговая походка . В этой форме передвижения основную роль играет наклон таза: попеременно он наклоняется вниз вправо, позволяя левой конечности отрывать землю при движении вперед; и вниз влево, так что правая конечность может шагать вперед, но ступня не царапает землю.Этот наклон таза осуществляется ягодичными мышцами, которые соединяют подвздошную кость тазовой кости с нижней конечностью. Если механизм наклона менее развит, как это могло быть у некоторых австралопитеков, есть альтернативный способ, при котором нижняя конечность может двигаться вперед, не царапая землю. В этом методе нижняя конечность, идущая вперед, одновременно отводится и (отклоняется в сторону). Это позволяет ему очистить землю и двигаться вперед.Затем процесс повторяется для другой конечности. Эта форма двуногого передвижения — переваливающая походка . Вероятно, это был вид передвижения, который использовался некоторыми или всеми видами австралопитека до того, как возникла модель шага.
Мы понимаем, что существуют не только разные виды прямохождения, но также разные степени адаптации к ним. Более того, достижение двуногости должно было произойти без ущерба для другой важной роли таза, как родовых путей.
П. Тобиас
См. Также эволюция, человек; суставы; таз; скелет; гулять пешком.
Спондилолиз и адаптация позвоночника к двуногому движению | Эволюция, медицина и общественное здравоохранение
Аннотация
Предпосылки и цели
Представленное здесь исследование было сосредоточено на этиологии спондилолиза, патологии позвоночника, обычно вызываемой усталостным переломом. Цель состояла в том, чтобы проверить гипотезу перерегулирования, которая предполагает, что у людей развивается спондилолиз, потому что форма их позвонков находится на высоко производном конце диапазона вариаций в пределах Homo sapiens .
Методология
Мы записали 3D-данные последних поясничных позвонков H. sapiens и трех видов больших обезьян и выполнили три анализа. Сначала мы сравнили позвонков H. sapiens со спондилолизом и без него. Во-вторых, мы сравнили позвонков H. sapiens, со спондилолизом и без него, с позвонками большой обезьяны. Наконец, мы сравнили позвонков H. sapiens со спондилолизом и без него с позвонками большой обезьяны и позвонками H.sapiens с узлами Шморля, которые, как показали предыдущие исследования, имеют тенденцию располагаться на предковом конце диапазона изменения формы H. sapiens .
Результаты
Мы обнаружили, что позвонков H. sapiens со спондилолизом значительно отличаются по форме от здоровых позвонков H. sapiens . Мы также обнаружили, что позвонков H. sapiens, со спондилолизом, более удалены от позвонков большой обезьяны, чем здоровые позвонков H. sapiens, .Наконец, мы обнаружили, что позвонков H. sapiens со спондилолизом находятся на противоположном конце диапазона изменения формы, чем позвонки с узлами Шморля.
Выводы
Наши результаты показывают, что позвонков H. sapiens со спондилолизом имеют тенденцию проявлять высоко производные черты и, следовательно, подтверждают гипотезу перерегулирования. Похоже, что спондилолиз связан с эволюционной историей нашей линии, особенно с ее переходом от четвероногого к двуногому.
Краткое содержание: Спондилолиз — это относительно распространенная патология позвоночника, обычно вызываемая усталостным переломом. Есть основания полагать, что это может быть связано с эволюционным переходом нашей линии от хождения на четвереньках к хождению на двух ногах. Мы проверили эту идею, сравнив позвонки человека со спондилолизом и без него с позвонками человекообразных обезьян. Наши результаты подтверждают гипотезу. Они предполагают, что у людей, страдающих спондилолизом, есть позвонки с сильно преувеличенной адаптацией к двуногому поведению.
ИСТОРИЯ И ЦЕЛИ
Боль в спине, возможно, является самой большой причиной инвалидности во всем мире [1], более 50% людей, живущих в развитых странах, испытывают ее в какой-то момент своей жизни [2, 3]. Боль в спине не только влияет на самочувствие многих людей, но и обременительна с экономической точки зрения [4]. Например, расходы на здравоохранение, связанные с болью в спине, в Великобритании оцениваются в пределах от 3 до 12 миллиардов фунтов стерлингов в год [5, 6]. Непрямые экономические последствия боли в спине также высоки.Было подсчитано, что только в США компании теряют до 7,4 миллиарда долларов в год из-за проблем, связанных с болями в спине среди рабочих [7]. Учитывая значительные индивидуальные и общественные издержки, исследование причин боли в спине является важным мероприятием.
Несколько лет назад мы предположили, что распространенная патология позвоночника, грыжа межпозвонкового диска (IDH), может быть связана с формой позвонка и, в конечном итоге, с эволюционным переходом нашей линии от четвероногого к двуногому [8]. IDH можно распознать на позвонках с сухой костью по наличию узлов Шморля, которые представляют собой углубления на замыкательной пластинке позвонка [9].В ходе исследования мы сравнили плоскую форму последнего грудного и первого поясничных позвонков человека ( Homo sapiens, ), шимпанзе ( Pan troglodytes ) и орангутанов ( Pongo pygmaeus ). позвонков H. sapiens были разделены на две группы: одна с узлами Шморля, а другая без. Мы обнаружили, что узлы Шморля, несущие позвонков H. sapiens, , были ближе по форме к позвонкам шимпанзе, чем здоровые позвонки H. sapiens .При интерпретации этого открытия мы приняли во внимание тот факт, что Pan и Homo имеют общего предка, за исключением всех других живых таксонов [10]. Мы предположили, что это открытие означает, что многие люди, у которых развивается ИДГ, делают это потому, что их позвонки ближе к форме предков для линии гомининов и, следовательно, менее хорошо приспособлены к нагрузке, оказываемой на позвоночник во время двуногости. Недавно мы проверили эту «гипотезу формы предков» на трехмерных данных, полученных от современных людей, шимпанзе и ископаемых гомининов, и получили результаты, которые согласуются с ней [11].
В этой статье мы сообщаем об исследовании, в котором мы попытались использовать эволюционную теорию и методы, чтобы пролить свет на другую важную патологию позвоночника — спондилолиз. Спондилолиз — это дефект или аномалия межсуставной части, окружающей ее пластинки и ножки [12] (рис. 1). Хотя исследователи-медики признают несколько типов спондилолиза, в большинстве случаев наблюдается разрыв нервной дуги в результате усталостного перелома [12]. Этот тип спондилолиза иногда называют «истмическим спондилолизом» [13] или «хроническим травматическим спондилолизом» [12], но он настолько распространен, чем другие типы, что обычно называют просто «спондилолизом».Хотя спондилолиз может протекать бессимптомно, он часто вызывает боль в пояснице [14–17]. Это основная причина болей в спине у взрослых [12] и может оказывать значительное влияние на спортсменов [17]. Например, исследование 2004 г. показало, что почти 40% спортсменов с болью, связанной со спондилолизом, отказались от занятий спортом [18]. Приматы, не относящиеся к человеку, по-видимому, не склонны к спондилолизу, вызванному усталостными переломами; на сегодняшний день о спондилолизе сообщалось только у приматов, кроме человека, с врожденными аномалиями межсуставной части [19].
Рисунок 1.
Последний поясничный позвонок человека с двусторонним спондилолизом
Рисунок 1.
Последний поясничный позвонок человека с двусторонним спондилолизом
Хотя патогенез спондилолиза хорошо изучен, его этиология неясна. Несколько исследований спондилолиза в человеческих скелетных останках показали, что форма позвонков может быть важным фактором в определении предрасположенности человека к развитию этого состояния.Например, Grobler et al. [20], Miyake et al. [21] и Van Roy et al. [22] обнаружили связь между спондилолизом и морфологией фасеток. В частности, они обнаружили, что фасетки четвертого и пятого поясничных позвонков у людей со спондилолизом были более плоскими и более коронарно ориентированными, чем у здоровых людей. Кроме того, было обнаружено, что фасетки людей со спондилолизом меньше в поперечном направлении, чем у людей без спондилолиза. Пока нет биомеханического объяснения этих ассоциаций [21].
Другой способ, которым форма позвонков может способствовать спондилолизу, был подчеркнут исследованиями, проведенными Ward et al. [23–25]. Эти авторы обнаружили, что люди со спондилолизом имеют тенденцию к уменьшению медиолатерального расстояния между скуловыми фасетками смежных позвонков. Ward et al. [23-25] утверждали, что это уменьшенное межфагетковое расстояние приводит к тому, что суставные отростки одного позвонка напрямую контактируют с межсуставной частью нижележащего позвонка, вызывая усталостный перелом и, в конечном итоге, спондилолиз.
Другие исследователи обнаружили связь между спондилолизом и поясничным лордозом. Roussouly et al. [26] использовали рентгенограммы для исследования выравнивания позвоночника и таза у лиц со спондилолизом и без него и обнаружили связь между спондилолизом и усилением поясничного лордоза. Masharawi et al. [27] обнаружили, что люди со спондилолизом, как правило, имеют пятые поясничные позвонки, которые более заклинивают дорсально (т.е. вентральная граница тела позвонка краниокаудально выше дорсальной границы), чем у здоровых людей.Они предположили, что большее дорсальное заклинивание увеличивает поясничный лордоз, в результате чего возникает контакт между нервными дугами четвертого и пятого поясничных позвонков. Именно этот контакт, Masharawi et al. [27] предположили, что это вызывает переломы, что приводит к спондилолизу.
Основываясь на выводах о том, что спондилолиз связан с усилением поясничного лордоза, и на том факте, что поясничный лордоз широко считается адаптацией к двуногому движению [28, 29], в исследовании, о котором идет речь здесь, мы проверили гипотезу о том, что спондилолиз является результатом спондилолиза. люди, обладающие рядом позвоночных черт, которые являются преувеличенной адаптацией к двуногому поведению.Идея здесь заключается в том, что спондилолиз является результатом проблемы формы, противоположной IDH: в то время как наличие позвонков, которые находятся ближе к предковому концу диапазона изменения формы у H. sapiens , увеличивает вероятность развития IDH, имея позвонки с признаками которые помещают их в высокопроизводительный конец диапазона вариаций формы у H. sapiens , увеличивают вероятность развития спондилолиза. Мы будем называть это « гипотезой перебега » на том основании, что она утверждает, что люди со спондилолизом развили это состояние, потому что их позвонки вышли за пределы формы, характерной для конкретного клона, оптимальной для двуногости в результате случайных мутаций и / или проблем развития. .
Наше исследование состояло из трех частей, в каждой из которых использовались методы трехмерной геометрической морфометрии. В первом мы проверили предсказание о том, что форма конечных позвонков H. sapiens со спондилолитическими поражениями значительно отличается от формы здоровых позвонков H. sapiens . Во втором мы сравнили форму конечных поясничных позвонков H. sapiens со спондилолитическими поражениями и без них с формами последних поясничных позвонков шимпанзе, горилл и орангутангов.Прогноз, проверенный в этой части исследования, заключался в том, что позвонки здоровых H. sapiens должны быть ближе по форме к позвонкам человекообразных обезьян, чем позвонки H. sapiens со спондилолитическими поражениями. В третьей и заключительной части исследования мы повторно провели предыдущий анализ после добавления образца последних поясничных позвонков из H. sapiens с узлами Шморля в одном или нескольких позвонках. Учитывая то, что мы обнаружили ранее в отношении узлов Шморля и вариаций формы позвонков у H.sapiens [9], предсказание, которое мы проверили в этом анализе, заключалось в том, что группы должны соответствовать следующему шаблону: образцы H. sapiens со спондилолитическими поражениями должны быть наименее похожими на таковые у человекообразных обезьян; образцы H. sapiens с узлами Шморля должны быть больше всего похожи на таковых у человекообразных обезьян; и экземпляров H. sapiens без какой-либо патологии должны находиться между двумя другими группами позвонков H. sapiens .
МЕТОДОЛОГИЯ
В нашу выборку вошел последний поясничный позвонок 97 H.sapiens , 28 P. troglodytes , 29 Po. pygmaeus и 22 Gorilla gorilla (таблица 1). Эти люди находятся под присмотром Кливлендского музея естественной истории, Венского музея естественной истории, Берлинского музея естественной истории, Копенгагенского университета, Цюрихского университета и Национального музея естественной истории Смитсоновского института. На основании эпифизарного слияния все особи считались полностью взрослыми [30]. Двадцать один из H.sapiens позвонков обнаруживали двусторонний спондилолиз, в то время как еще 26 были получены от людей, у которых были обнаружены признаки ИДГ в виде узлов Шморля [10] на одном или нескольких позвонках. Остальные 50 позвонков H. sapiens были получены от людей без каких-либо видимых патологий позвоночника. Лица были выбраны для включения в выборку на основании адекватной сохранности последних поясничных позвонков.
Таблица 1.Количество особей, измеренное для каждой группы людей и видов больших обезьян
| Группа / вид . | Женщины . | Кобели . | Итого . | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Homo sapiens | |||||||
| Спондилолитические | 6 | 15 | 24 | 26 | 97 | ||
| Пан троглодиты | 15 | 13 | 28 | ||||
| Горилла горилла | 902 902 | 13 | 16 | 29 |
| Группа / виды . | Женщины . | Кобели . | Итого . | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Homo sapiens | |||||||
| Спондилолитик | 6 | 15 | 24 | 26 | 97 | ||
| Пан троглодиты | 15 | 13 | 28 | ||||
| Горилла горилла | 902 902 | 13 | 16 | 29 |
Количество особей, измеренное для каждой группы людей и видов больших обезьян
| Группа / вид . | Женщины . | Кобели . | Итого . | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Homo sapiens | |||||||
| Спондилолитические | 6 | 15 | 24 | 26 | 97 | ||
| Пан троглодиты | 15 | 13 | 28 | ||||
| Горилла горилла | 902 902 | 13 | 16 | 29 |
| Группа / виды . | Женщины . | Кобели . | Итого . | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Homo sapiens | |||||||
| Спондилолитические | 6 | 15 | 24 | 26 | 97 | ||
| Пан троглодиты | 15 | 13 | 28 | ||||
| Горилла горилла | 902 902 | 13 | 16 | 29 |
Мы записали координаты x , y , z 39 ориентиров с помощью оцифровки Microscribe (рис.2). Ориентиры были выбраны таким образом, чтобы запечатлеть форму тела, ножек и верхних зигапофизарных фасеток каждого позвонка. Некоторые из них были памятниками II типа; другие были памятниками III типа [31]. Следуя Arnqvist и Martensson [32], каждый позвонок был дважды оцифрован, а координаты усреднены. В предыдущем исследовании мы продемонстрировали, что ошибка, связанная с этим набором ориентиров после того, как они были дважды записаны и усреднены, вряд ли повлияет на результаты анализа [33].
Рисунок 2.
Расположение 39 ориентиров, используемых для определения формы последних поясничных позвонков
Рисунок 2.
Расположение 39 ориентиров, используемых для фиксации формы последних поясничных позвонков
Мы удалили смешанные эффекты перевода , вращение, размер и асимметрия, применяя подход, изложенный Klingenberg et al. [34]. Это включало отражение и перемаркировку координат ориентира, а затем подвергание данных обобщенному анализу Прокруста (GPA), который удаляет трансляционные и вращательные эффекты из данных ориентира и масштабирует конфигурации до размера центроида [35].Затем мы удалили асимметрию, вычислив средние координаты Прокруста между исходными и отраженными ориентирами. Средний балл оценивался в Morphologika [36], а средние координаты Прокруста рассчитывались в Excel.
Сведя к минимуму мешающие эффекты сдвига, поворота, размера и асимметрии, мы провели три серии анализов. В первом мы сравнили спондилолитические и здоровые экземпляры H. sapiens , чтобы увидеть, сильно ли различаются их формы.Мы начали с того, что подвергли данные анализу главных компонентов (PCA), а затем применили метод Байлака и Фриба [37] для минимизации шума от главных компонентов (ПК), который учитывает небольшие отклонения. Чтобы идентифицировать компьютеры с низким уровнем информации, метод Байлака и Фриба [37] постепенно добавляет ПК в анализ дискриминантной функции (DFA), пока процент перекрестной проверки (CVP) не начнет падать; сохраняются только ПК, которые положительно влияют на CVP. Затем мы применили DFA к ПК, чтобы оценить способность данных классифицировать образцы как спондилолитические или здоровые [38].Наконец, мы подвергли ПК MANOVA, чтобы оценить статистическую значимость различий между группами. Мы выполнили PCA в Morphologika [36], DFA в R [39] и MANOVA в SPSS [40].
Во второй серии анализов мы сравнили спондилолитические и здоровые позвонков H. sapiens с позвонками большой обезьяны. Прогноз теста заключался в том, что здоровые позвонки H. sapiens должны в среднем быть ближе по форме к позвонкам большой обезьяны, чем спондилолитический позвонок H.sapiens позвонков. Как и прежде, мы подвергли данные PCA, а затем исключили неинформативные ПК с помощью метода Байлака и Фриба [37]. Впоследствии мы рассчитали расстояния Прокруста между средними значениями групп. PCA проводился в Morphologika [36], а расстояния Прокруста вычислялись в R [39].
В третьей серии анализов мы сравнили спондилолитические позвонков H. sapiens , здоровые позвонков H. sapiens , пораженные узлы Шморля H.sapiens 90–106 позвонков и позвонков большой обезьяны. Прогноз теста заключался в том, что спондилолитический позвонок H. sapiens должен быть наименее похожим на позвонки большой обезьяны; пораженные узлами Шморля образцы H. sapiens должны быть больше всего похожи на позвонки большой обезьяны; а здоровые образцы H. sapiens должны занимать промежуточное положение между двумя другими группами позвонков H. sapiens . Анализы были такими же, как и во втором наборе анализов, как и компьютерные программы, которые мы использовали.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Сравнение спондилолитических и здоровых позвонков H. sapiens
Восемнадцать компьютеров были оставлены после процедуры шумоподавления. На эти ПК приходилось 91% отклонений формы.
Различия между средней формой спондилолитических и здоровых позвонков H. sapiens были значительными, согласно MANOVA (λ 0,293, F = 4,662, P <0,0001). В DFA 87% образцов были правильно классифицированы как спондилолитические или здоровые.Оба этих результата согласуются с первым предсказанием теста, которое заключалось в том, что две группы человеческих позвонков должны значительно отличаться по форме.
Две группы были неотличимы на большинстве из 18 ПК, но различия были очевидны, когда ПК3 (10% отклонения формы) был нанесен на график против PC1 (21% отклонения формы). Как видно на рис. 3, спондилолитические позвонки располагались более положительно на PC3, чем здоровые позвонки.
Рисунок 3.
Диаграмма рассеяния PCA, отображающая изменение формы на PC1 и PC3 при сравнении спондилолитических позвонков H. sapiens со здоровыми позвонками H. sapiens . Каркасные модели иллюстрируют различия формы, описанные ПК
Рисунок 3. Диаграмма разброса
PCA, изображающая изменение формы на PC1 и PC3 при сравнении спондилолитических позвонков H. sapiens со здоровыми позвонками H. sapiens . Каркасы иллюстрируют различия форм, описанные ПК
Каркасы, связанные с рис.3 показывают, что по сравнению со здоровыми позвонками H. sapiens , спондилолитические позвонки H. sapiens , как правило, имеют более выраженное дорсальное заклинивание и поперечные отростки, которые выступают более дорсально. У них также есть ножки, которые выступают более дорсально, более узкие межпедикулярные расстояния и более ориентированные на коронку зигапофизарные фасетки.
Сравнение спондилолитических и здоровых позвонков H. sapiens с позвонками большой обезьяны
В рамках процедуры шумоподавления осталось 23 шт.На эти ПК приходилось 95% отклонений формы.
Расстояния Прокруста показали, что средняя форма здоровых позвонков H. sapiens ближе к средней форме позвонков трех видов больших обезьян, чем средняя форма спондилолитических позвонков H. sapiens (Таблица 2). Это согласуется с прогнозом теста для этого набора анализов, который заключался в том, что здоровые позвонки H. sapiens должны быть более похожи по форме на позвонки большой обезьяны, чем позвонки спондилолитического типа H.sapiens позвонков.
Таблица 2.Результаты второй серии анализов
| Сравнение . | Расстояние Прокруста . | ||
|---|---|---|---|
| Спондилолитик H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,2184 |
| vs | Po. Pygmaeus | 0,1936 | |
| и | G.горилла | 0,2297 | |
| Здоровый H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,1898 |
| vs | Pygmaeus | 0,1640 | |
| vs | G. gorilla | 0,2086 | |
| Сравнение . | Расстояние Прокруста . | ||
|---|---|---|---|
| Спондилолитик H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,2184 |
| vs | Po. Pygmaeus | 0,1936 | |
| vs | G. gorilla | 0,2297 | |
| Здоровый H. sapiens | 1898 | ||
| и | Po. Pygmaeus | 0,1640 | |
| vs | G. gorilla | 0,2086 | |
Результаты второго набора анализов
| 33 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Расстояние Прокруста . | |||||||
| Спондилолитический H. sapiens | vs | P.троглодиты | 0,2184 | ||||
| и | Po. Pygmaeus | 0,1936 | |||||
| против | G. gorilla | 0,2297 | |||||
| Здоровый H. sapiens | и | Po. Pygmaeus | 0,1640 | ||||
| и | G.горилла | 0,2086 |
| Сравнение . | Расстояние Прокруста . | ||
|---|---|---|---|
| Спондилолитик H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,2184 |
| vs | Po. Pygmaeus | 0,1936 | |
| и | G.горилла | 0,2297 | |
| Здоровый H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,1898 |
| vs | Pygmaeus | 0,1640 | |
| vs | G. gorilla | 0,2086 | |
И снова группы на большинстве ПК существенно перекрывались. Однако различия были очевидны, когда PC2 (9% отклонения формы) было нанесено на график против PC1 (47% отклонения формы).Как видно на рис. 4, центр распределения позвонков H. sapiens спондилолитического типа располагался более негативно на обоих ПК, чем центр распределения здоровых позвонков H. sapiens , а последний располагался на обоих ПК. расположен более отрицательно, чем центр распределения позвонков великой обезьяны. Этот образец согласуется с предсказанием теста.
Рис. 4.
Диаграмма рассеянияPCA, показывающая изменение формы на PC1 и PC2 в здоровом и спондилолитическом состоянии H.sapiens позвонков сравнивают с позвонками P. troglodytes , Po. pygmaeus , и G. gorilla . Каркасные модели иллюстрируют различия формы, описанные PC
Рисунок 4. Диаграмма разброса
PCA, изображающая изменение формы на PC1 и PC2 при сравнении здоровых и спондилолитических позвонков H. sapiens с позвонками P. troglodytes , Po. pygmaeus , и G. gorilla . Каркасы иллюстрируют различия форм, описанные ПК
Каркасы на рис.4 показывают, что различия между спондилолитическим и здоровым позвонком H. sapiens такие же, как и описанные в первом наборе анализов, но они также выявляют три дополнительных отличительных признака. Согласно этому набору каркасов, спондилолитические позвонки H. sapiens , как правило, имеют более вогнутые нижние замыкательные пластинки, меньшие межфагеточные расстояния и более каудально расположенные фасетки, чем здоровые позвонки H. sapiens .
Расширение сравнения до позвонков большой обезьяны добавляет еще один важный вывод.Каркасы показывают, что признаки, которые отличают спондилолитические позвонки H. sapiens от здоровых позвонков H. sapiens , также отличают здоровые позвонки H. sapiens от позвонков большой обезьяны. Таким образом, каркасы показывают, что спондилолитические позвонки H. sapiens находятся дальше от позвонков большой обезьяны, чем здоровые позвонки H. sapiens . Это означает, что спондилолитический позвонок H. sapiens может считаться высоко производным по этим признакам и согласуется с гипотезой перебега.
Сравнение позвонков, пораженных спондилолитом, поражением узлов Шморля и здоровых позвонков H. sapiens, с позвонками человекообразных обезьян
Двадцать четыре ПК были оставлены после процедуры шумоподавления. На их долю приходилось 95% общей дисперсии формы.
Расстояния Прокруста показали, что в среднем спондилолитические позвонки H. sapiens больше отличались от позвонков большой обезьяны, чем здоровые и пораженные узлами Шморля H.sapiens позвонков, и что последние были больше похожи на позвонки большой обезьяны, чем на спондилолитические и здоровые позвонков H. sapiens (Таблица 3). Эта закономерность согласуется с прогнозом теста для этого набора анализов, который заключался в том, что спондилолитические позвонки H. sapiens должны быть наименее похожими на позвонки большой обезьяны, а позвонки H. sapiens , пораженные узлами Шморля, должны быть наиболее похожими. позвонки большой обезьяны, а здоровые H.sapiens позвонков должны находиться между двумя другими группами позвонков H. sapiens .
Таблица 3.Результаты второй серии анализов
| Сравнение . | Расстояние Прокруста . | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Спондилолитик H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,2182 | |||||||||||||
| vs | Po.Pygmaeus | 0,1938 | ||||||||||||||
| vs | G. gorilla | 0,2294 | ||||||||||||||
Узлы Schmorl, затронутые H. sapiens 9024 9024 9024 9024 9024 902| против | G. gorilla | 0,2000 | против | Po. pygmaeus | 0.1589 | Здоровый H. sapiens | против | P. troglodytes | 0,1894 | против | G. Po. Pygmaeus | 0,1639 | | |||
| Сравнение . | Расстояние Прокруста . | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Спондилолитический H.sapiens | против | P. troglodytes | 0,2182 | |||||
| против | Po. Pygmaeus | 0,1938 | ||||||
| vs | G. gorilla | 0,2294 | ||||||
| Узлы Schmorl, пораженные H. sapiens 9024 9024 9024 9024 | ||||||||
| и | G.горилла | 0,2000 | ||||||
| и | Po. pygmaeus | 0,1589 | ||||||
| Здоровый H. sapiens | против | P. troglodytes | 0,1894 | |||||
| и | Po. Pygmaeus | 0,1639 | ||||||
Результаты второй серии анализов
| Сравнение . | Расстояние Прокруста . | ||
|---|---|---|---|
| Спондилолитик H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,2182 |
| vs | Po. Pygmaeus | 0,1938 | |
| и | G.горилла | 0,2294 | |
| Узлы Шморля H. sapiens | vs | P. troglodytes | 0,1823 |
| и | Po. pygmaeus | 0,1589 | |
| Здоровый H. sapiens | vs | P.троглодиты | 0,1894 |
| против | G. gorilla | 0,2079 | |
| против | Po. Pygmaeus | 0,1639 | |
| Сравнение . | Расстояние Прокруста . | ||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Спондилолитический H. sapiens | vs | P.троглодиты | 0,2182 | ||||||||||||||||||
| и | Po. Pygmaeus | 0,1938 | |||||||||||||||||||
| vs | G. gorilla | 0,2294 | |||||||||||||||||||
| Узлы Schmorl, затронутые H. sapiens 9024 9024 9024 | H. sapiens 9024 9024|||||||||||||||||||||
| против | G. gorilla | 0.2000 | |||||||||||||||||||
| и | Po. pygmaeus | 0,1589 | |||||||||||||||||||
| Здоровый H. sapiens | против | P. troglodytes | 0,1894 | ||||||||||||||||||
| и | Po. Pygmaeus | 0,1639 | |||||||||||||||||||
Как и в случае с двумя предыдущими наборами анализов, на большинстве ПК не было различий между группами.Однако различия можно было увидеть, когда PC2 (9% отклонения формы) было нанесено на график против PC1 (47% отклонения формы). Как показано на рис. 5, три группы H. sapiens были четко отделены от человекообразных обезьян на ПК1, но не на ПК2. Из трех групп H. sapiens , пораженные узлами Шморла H. sapiens являются наиболее близкими к человекообразным обезьянам, здоровые H. sapiens были следующими ближайшими, а спондилолитические H. sapiens были наиболее близкими. самый далекий.Этот шаблон также согласуется с предсказанием теста.
Рисунок 5.
Диаграмма рассеянияPCA, изображающая изменение формы на PC1 и PC2 при спондилолитическом поражении узлов , узлов Шморля и здоровых H. sapiens по сравнению с таковыми у P. troglodytes , G. gorilla и Po. pygmeaus . Каркасные модели иллюстрируют различия формы, описываемые каждым ПК.
Рис. 5. Диаграмма разброса
PCA, изображающая изменение формы на ПК1 и ПК2 при спондилолитических , пораженных узлах Шморля и здоровых H.sapiens сравнивают с таковыми из P. troglodytes , G. gorilla и Po. pygmeaus . Каркасные модели иллюстрируют различия формы, описываемые каждым ПК
. Каркасные модели показывают, что признаки, которые отличают позвонки H. sapiens от позвонков большой обезьяны, и те, которые отличают спондилолитические позвонки H. sapiens от здоровых позвонков H. sapiens , являются такие же, как и черты, выявленные в предыдущем анализе.Кроме того, на каркасах показано, что различия в форме, которые отличают пораженные узлами Шморля позвонки H. sapiens от позвонков спондилолитического и здорового H. sapiens , такие же, как и те, которые отличают позвонки большой обезьяны от спондилолитических и здоровых позвонков H. sapiens. позвонков. В частности, каркасы показывают, что по сравнению со спондилолитическими и здоровыми позвонками H. sapiens , пораженные узлами Шморля позвонков H. sapiens , как правило, имеют менее выраженное дорсальное заклинивание; поперечные отростки, выступающие более латерально; ножки, выступающие вбок; скуловые фасетки, расположенные более краниально; более узкие межпедикулярные расстояния; более узкие межфасеточные расстояния; и более вогнутые нижние концевые пластины.По всем этим признакам позвонки H. sapiens , пораженные узлами Шморля, по форме ближе к позвонкам большой обезьяны, чем две другие группы позвонков H. sapiens . Этот шаблон также согласуется с предсказанием теста.
ОБСУЖДЕНИЕ
Сводка результатов
В исследовании, описанном здесь, мы проверили гипотезу перерегулирования для спондилолиза, которая утверждает, что наличие позвонков ближе к высокопроизводительному концу диапазона изменения формы у H.sapiens предрасполагает к развитию спондилолиза. Чтобы проверить гипотезу, мы сравнили трехмерную форму здоровых и патологических конечных поясничных позвонков H. sapiens друг с другом и конечных поясничных позвонков большой обезьяны. Наш анализ привел к трем основным выводам. Во-первых, мы обнаружили, что средняя форма позвонков H. sapiens со спондилолизом значительно отличается от средней формы здоровых позвонков H. sapiens . Мы также обнаружили, что здоровый H.sapiens в нашей выборке были по форме ближе к образцам человекообразных обезьян, чем спондилолитические экземпляры H. sapiens . Наконец, мы обнаружили, что спондилолитические позвонки находятся на противоположном конце диапазона изменения формы в пределах H. sapiens по сравнению с позвонками людей с доказательствами наличия IDH, которая, как мы ранее показали, связана с обладанием предковыми позвонками. форма [8, 9]. Взятые вместе, эти результаты предполагают, что у людей, страдающих спондилолизом, действительно есть позвонки, которые лежат на высоко производном конце диапазона вариаций в пределах 90 · 105 H.sapiens . Таким образом, они поддерживают гипотезу перескока.
Позвоночные признаки, связанные со спондилолизом
Три признака, которые, как показывает наш анализ, связаны со спондилолизом, были идентифицированы в предыдущих исследованиях — увеличенное дорсальное заклинивание, более узкие межфасеточные расстояния и зигапофизарные фасетки, которые более ориентированы на коронку [23-25, 27]. Анализ также выявил пять признаков, которые, насколько нам известно, ранее не были связаны со спондилолизом.Это выступающие дорсально ножки, более узкие расстояния между ножками, каудально расположенные зигапофизарные фасетки, вогнутые нижние замыкательные пластинки и выступающие дорсально поперечные отростки.
Кажется вероятным, что две из недавно идентифицированных черты — более узкое межпедикулярное расстояние и дорсальная проекция ножек — связаны с узкими межфасеточными расстояниями, которые Ward et al. [23-25], как было обнаружено, связаны со спондилолизом. Можно ожидать, что как проекция ножек, так и расстояние между ножками будут влиять на ширину нервной дуги, а это, в свою очередь, может повлиять на расстояние между фасетками.В частности, можно ожидать, что ножки, которые расположены ближе друг к другу и выступают дорсально (а не расширяются латерально), будут способствовать сужению нервной дуги, и можно ожидать, что это приведет к сужению межфасеточных расстояний.
Есть также основания полагать, что более каудальное расположение зигапофизарных фасеток может увеличить риск спондилолиза за счет уменьшения расстояния между нижними фасетками четвертого поясничного позвонка и верхними фасетками нижележащего пятого поясничного позвонка.Недостаточное нижнее расстояние между нервными дугами четвертого и пятого поясничных позвонков, вероятно, приведет к скученности суставов и приведет к усилению контакта между нижними фасетками четвертого позвонка и межсуставными частями пятого поясничного позвонка. Можно ожидать, что это увеличит вероятность усталостных переломов, которые в конечном итоге могут привести к спондилолизу.
Считается, что форма замыкательных пластинок позвонков играет роль в распределении сжимающего напряжения в нижних поясничных позвонках [41, 42].Лю и др. [41] обнаружили, что замыкательные пластинки с более мелкими вогнутостями уменьшают нагрузку на зигапофизарные фасетки и нервную дугу, в то время как He et al. [42] обнаружили, что менее вогнутые замыкательные пластинки лучше подходят для выдерживания сжимающих нагрузок на позвоночный диск и тело. Одним из следствий этих открытий является то, что фасетки и нервные дуги позвонков с более глубокими вогнутостями, такие как спондилолитические позвонки в нашем исследовании, могут подвергаться большему стрессу. Можно ожидать, что повышенная нагрузка на эти элементы увеличит вероятность усталостных переломов и, в конечном итоге, спондилолиза.
В настоящее время более дорсальная ориентация поперечных отростков не кажется причинно связанной со спондилолизом. В отличие от других рассматриваемых позвоночных элементов, поясничные поперечные отростки, по-видимому, не играют значительной роли в противостоянии нагрузке или обеспечении адекватного расстояния между позвонками [43]. Их основная функция — служить местами прикрепления для мышц позвоночника, которые поддерживают лордоз во время двуногой позы и походки [43–45]. Дорсальная проекция поясничных поперечных отростков будет увеличивать плечо рычагов мышц, выпрямляющих позвоночник [46–48], увеличивая способность мышц поддерживать поясничный лордоз во время двуногости [49, 50].Хотя это согласуется с идеей о том, что позвонки со спондилолизом, как правило, имеют высоко унаследованные черты, нет очевидной биомеханической причины, по которой это должно увеличивать склонность к развитию спондилолиза. Таким образом, мы предполагаем, что на данный момент более дорсальная ориентация поперечных отростков должна рассматриваться как коррелирующая со спондилолизом, но не причинно связанная с ним.
Направления будущего
Учитывая результаты исследования, представленного здесь, есть три очевидных потенциальных направления для исследований в будущем.Во-первых, было бы полезно проверить гипотетические биомеханические связи между недавно идентифицированными особенностями формы позвонков и спондилолизом. Это может быть достигнуто с помощью технологий медицинской визуализации и трехмерной морфометрии для исследования взаимодействия между двуногостью и формой позвонков. Такое исследование могло бы помочь идентифицировать модели осанки и передвижения человека, которые взаимодействуют с формой позвонков и мускулатурой позвоночника таким образом, что они предрасполагают людей к спондилолизу. Потенциально это может помочь клиницистам и спортивным терапевтам выявлять людей, которые подвергаются большему риску усталостных переломов нижних поясничных позвонков.Очевидно, что в центре внимания такого исследования будут спортсмены.
Во-вторых, было бы полезно повторить представленные здесь анализы с включенными в образец позвонками вымерших гомининов, таких как Australopithecus и Paranthropus . Plomp et al. [11] провели аналогичное исследование, в котором они проверили гипотезу формы предков, сравнив форму позвонков людей с узлами Шморля и без них с таковыми у нескольких вымерших гомининов. Они обнаружили, что позвонки людей с узлами Шморля в целом были ближе по форме к вымершим позвонкам гоминина, чем позвонки здорового человека.Они интерпретировали эти результаты как поддержку гипотезы о форме предков. Гипотезу перебега можно проверить таким же образом. Если бы такое исследование показало, что позвонки вымерших гомининов имеют больше сходства по форме с позвонками здоровых человекообразных обезьян H. sapiens и человекообразных обезьян, чем со спондилолитическими позвонками H. sapiens , это послужит дополнительным подтверждением гипотезы.
Наконец, результаты настоящего исследования и те, которые мы получили в наших предыдущих исследованиях [8, 11], показывают, что анализ патологии позвоночника в рамках эволюционных рамок может дать ценную информацию об этиологии патологии.Учитывая это, было бы разумно исследовать, связаны ли другие патологии позвоночника с конкретными формами позвонков и лежат ли эти формы на одном или другом конце диапазона изменения формы позвонков у H. sapiens . Действительно, учитывая тот факт, что переход от четвероногого к двуногому движению затронул несколько областей скелета, было бы разумно выйти за рамки патологий позвоночника и изучить другие патологии скелета.
ВЫВОДЫ
Целью настоящего исследования было пролить свет на этиологию патологии позвоночника, известной как спондилолиз.Используя трехмерные данные, записанные на последних поясничных позвонках трех групп из H. sapiens и трех видов больших обезьян, мы проверили гипотезу переброса, которая предполагает, что у людей развивается спондилолиз, потому что их позвонки находятся на очень сложном конце диапазона формы. вариация в пределах H. sapiens . Полученные нами результаты были однозначными. Мы обнаружили, что позвонков H. sapiens со спондилолизом значительно отличаются по форме от здоровых позвонков H.sapiens позвонков и позвонков H. sapiens со спондилолизом дальше от позвонков большой обезьяны, чем здоровые позвонков H. sapiens . Мы также обнаружили, что позвонков H. sapiens со спондилолизом находятся на противоположном конце диапазона вариации, чем позвонки с узлами Шморля, которые, как показали предыдущие исследования, находятся на предковом конце диапазона вариации [8, 9]. Вместе эти три вывода убедительно подтверждают гипотезу перескока.В более общем плане, исследование добавляет веса идее о том, что расположение позвонков человека в спектре вариаций формы позвонков в пределах H. sapiens играет роль в их предрасположенности к развитию различных патологий позвоночника [8, 11]. Это может иметь важные последствия для профилактики и лечения боли в спине.
Благодарности
Мы благодарим следующие учреждения за доступ к образцам, использованным в этом исследовании: Музей естествознания, Вена, Австрия; Музей природы, Берлин, Германия; Антропологический институт и музей Цюрихского университета, Швейцария; Департамент судебной медицины Копенгагенского университета, Дания; Музей естественной истории Смитсоновского института, Вашингтон, округ Колумбия, США; и Кливлендский музей естественной истории, США.Мы также благодарим Алловен Эвин за помощь в проведении анализов. Наконец, мы благодарим редактора и двух анонимных рецензентов за их помощь с рукописью. Мы ценим их время и хлопоты.
Финансирование
Наше исследование было поддержано программой действий Марии Склодовской-Кюри Европейского исследовательского совета (SAR10359), Советом по исследованиям в области социальных и гуманитарных наук Канады (895-2011-1009), Канадской программой научных кафедр (228117 и 231256), Канадской Фонд инноваций (203808 и 36801), Фонд развития знаний Британской Колумбии (862-804231 и 962-805808), MITACS (IT03519), Фонд Веннера-Грена (62447), Университет Саймона Фрейзера (14518) и Университет Ливерпуль.
Конфликт интересов: Не объявлен.
ССЫЛКИ
1Buchbiner
R
,Blyth
FM
,Март
LM
et al.Рассмотрение глобального бремени боли в пояснице в контексте
.Best Practical Res Cl Rh
2013
;27
:575
—89
,2Walker
BF.
Распространенность боли в пояснице: систематический обзор литературы с 1966 по 1998 год
.J Вызвы позвоночника
2000
;13
:205
—17
.3Balague
F
,Mannion
AF
,Pellise
F
et al.Неспецифическая боль в пояснице
.Ланцет
2012
;379
:482
—91
.4Webb
R
,Brammah
T
,Lunt
M
et al.Распространенность и предикторы интенсивной, хронической и инвалидизирующей боли в шее и спине среди населения Великобритании в целом
.Позвоночник
2003
;28
:1195
—202
.5Maniadakis
N
,Gray
A.
Экономическое бремя боли в спине в Великобритании
.Pain
2000
;84
:95
—103
,6Donaldson
L.
Годовой отчет главного врача о состоянии общественного здоровья
.Лондон
:Департамент здравоохранения
,2008
,7Ricci
JA
,Stewart
WF
,Chee
E
et al.Обострения боли в спине и потери продуктивного времени у рабочих в США
.Позвоночник
2006
;31
:3052
—60
.8Plomp
KA
,Strand Viðarsdóttir
U
,Weston
D
et al.Гипотеза формы предков: эволюционное объяснение возникновения грыжи межпозвонкового диска у людей
.BMC Evol Biol
2015
;15
:68
.9Schmorl
G
,Junghans
H.
Человеческий позвоночник в состоянии здоровья и болезней
.Нью-Йорк
:Grune and Stratton
,1971
.10Ruvolo
M.
Генетическое разнообразие приматов-гоминоидов
.Ann Rev Anthropol
1997
;26
:545
.11Plomp
KA
,Dobney
K
,Weston
DA
et al.Трехмерный анализ формы позвонков современных приматов и ископаемых гомининов подтверждает гипотезу о форме предков грыжи межпозвонкового диска
.BMC Evol Biol
2019
;19
:226
—242
.12Герман
MJ
,Pizzutillo
PD.
Спондилолиз и спондилолистез у детей и подростков: новая классификация
.Clin Orthop Rel Res
2005
;434
:46
—54
,13Wiltse
LL
,Newman
PH
,Macnab
I.
Классификация спондилолиза и спондилолистеза
.Clin Orthop
1976
;117
:23
—9
.14Hu
SS
,Tribus
CB
,Diab
M
et al.Спондилолистез и спондилолиз
.J Bone Joint Surg
2008
;90
:656
—71
.15Ханке
LF
,Tuakli-Wosornu
YA
,Harrison
JR
et al.Взаимосвязь между наклоном крестца и симптоматическим истмическим спондилолизом в когорте спортсменов средней школы: ретроспективный анализ
.PM R
2018
;10
:501
—6
,16Ralston
S
,Weir
M.
Подозрение на поясничный спондилолиз при болях в пояснице у подростков
.Clin Pediat
1998
;37
:287
—93
.17Soler
T
,Calderón
C.
Распространенность спондилолиза у испанских элитных спортсменов
.Am J Sports Med
2000
;28
:57
—62
,18Iwoto
J
,Takeda
T
,Wakano
K.
Возвращение спортсменов с тяжелой формой остеохондроза и исходной спине при консервативном лечении
.Scand J Med Sci Sports
2004
;14
:346
—51
,19Schultz
AH.
Аномалии развития. В:RN
Файнс
(ред.).Патология обезьяньих приматов Часть 1
.Лондон
:Krager
,1972
,158
—89
,20Grobler
LJ
,Robertson
PA
,Novotny
JE
Этиология спондилолистеза. Оценка роли морфологии пояснично-фасеточного сустава
.Позвоночник
1993
;18
:80
—91
.21Miyake
R
,Ikata
T
,Katoh
S
et al.Морфологический анализ фасеточного сустава незрелого пояснично-крестцового отдела позвоночника с особым акцентом на спондилолиз
.Позвоночник
1996
;21
:783
—9
.22Van Roy
P
,Barbaix
E
,De Maeseneer
M
et al. Анатомия нервной дуги поясничного отдела позвоночника со ссылками на спондилолиз, спондилолистез и дегенеративный спондилолистез. В:R
Gunzburg
,M
Szpalski
(ред.) .Спондилолиз, спондилолистез и дегенеративный спондилолистез
.Альфен ан ден Рейн, Южная Голландия, Нидерланды
:Вольтерс Клувер
,2006
,1
—10
.23Ward
CV
,Latimer
B.
Эволюция человека и развитие спондилолиза
.Позвоночник
2005
;30
:1808
—14
.24Ward
CV
,Latimer
B
,Alander
DH
et al.Рентгенологическая оценка расстояния до поясничных фасеток и спондилолиза
.Позвоночник
2007
;32
:E85
—8
.25Ward
CV
,Mays
SA
,Детский
S
et al.Морфология поясничных позвонков и истмический спондилолиз у средневекового британского населения
.Am J Phys Anthropol
2010
;141
:273
—80
.26Roussouly
P
,Gollogly
S
,Berthonnaud
E
et al.Сагиттальное выпадение позвоночника и таза на фоне истмического лизиса L5-S1 и низкоуровневого спондилолистеза
.Позвоночник
2006
;31
:2484
—90
.27Машарави
YM
,Alperovitch-Najenson
D
,Steinberg
N
et al.Ориентация поясничных фасеток при спондилолизе: исследование скелета
.Позвоночник
2007
;32
:E176
—80
,28) Whitcome
KK.
Функциональные последствия изменения количества поясничных позвонков среди гомининов
.Дж Hum Evol
2012
;62
:486
—97
,29Был
E
,Бараш
A
,Маром
A
и др.Тела или диски позвонков: что больше способствует возникновению поясничного лордоза, подобного человеческому?
Clin Orthop Relat Res
2010
;486
:1822
—9
.30Scheuer
L
,Черный
S.
Развитие ювенильной остеологии
.Лондон
:Academic Press
,2000
.31Bookstein
F.
Ориентирные методы для форм без ориентиров: морфометрия групповых различий в форме контура
.Med Image Anal
1997
;1
:225
—43
.32Arnqvist
G
,Martensson
T.
Ошибка измерения геометрической морфометрии: эмпирические стратегии для оценки и уменьшения ее влияния на показатели формы
.Acta Zool Hung
1998
;44
:73
—96
.33Plomp
K
,Viðarsdóttir
US
,Dobney
K
et al.Возможные адаптации к двуногому поведению грудных и поясничных позвонков Homo sapiens: сравнительный анализ в 3D
.J Hum Evol
2019
;137
:102693
.34Klingenberg
CP
,Barluenga
M
,Meyer
A.
Анализ формы симметричных структур: количественная оценка различий среди людей и асимметрии
.Evolution
2002
;56
:1909
—20
,35Срез
DE.
Геометрическая морфометрия
.Ann Rev Anthropol
2007
;36
:261
—81
.36O’Higgins
P
,Jones
N.
Инструменты для статистического анализа формы
.Hull
:York Medical School
,2006
.37Baylac
M
,Frieb
M.
Дескрипторы Фурье, наложение прокрусов и размерность данных: пример анализа формы черепа в современных популяциях людей . В:D.
Slice
(ред.).Современные морфометрии в физической антропологии, часть 1 Теория и методы
.Нью-Йорк
:Клувер
,2005
,145
—165
.38Коварович
K
,Aiello
LC
,Cardini
A
et al.Анализ дискриминантной функции в археологии: неужели показатели классификации слишком хороши, чтобы быть правдой?
J Archaeol Sci
2011
;38
:3006
—18
.39Основная группа разработчиков R.
R: язык и среда для статистических вычислений
.Вена, Австрия
:R Фонд статистических вычислений
,2018
.40SPSS Inc.
SPSS Base 8.0 для Windows Руководство пользователя
.Чикаго
:SPSS Inc
,2016
.41Liu
YS
,Chen
QX
,Liu
SB.
Вариация вогнутости концевой пластины поясничных сегментов: анализ методом конечных элементов
.J Clin Rehab Tis Engin Res
2007
;12
:8765
—70
.42He
X
,Liang
A
,Gao
W
et al.Взаимосвязь между вогнутым углом замыкательной пластинки позвонка и дегенерацией поясничного межпозвонкового диска
.Позвоночник
2012
;37
:E1068
—73
.43Shapiro
LJ
,Jungers
WL.
Функция мышц спины при ходьбе на двух ногах у шимпанзе и гиббона: значение для эволюции передвижения человека
.Am J Phys Anthropol
1988
;77
:201
—12
.44Shapiro
LJ
,Jungers
WL.
Электромиография мышц спины при четвероногом и двуногом ходьбе у приматов
.Am J Phys Anthropol
1994
;93
:491
—504
.45Латимер
B
,Ward
CV.
Грудной и поясничный позвонки. В:A
Walker
,R
Leakey
(ред.).Скелет нариокотома человека прямоходящего
.Берлин
:Springer
,1993
,266
—93
.46Bogduk
N
,Macintosh
JE
,Pearcy
M.
Универсальная модель поясничных мышц спины в вертикальном положении
.Spine
1992
;17
:897
—913
.47Шлифовальные станки
WJ.
Сравнительное морфометрическое исследование позвоночного ряда австралопитеков Stw-H8 / h51
.J Hum Evol
1998
;34
:249
—302
.48Gómez-Olivencia
A
,Arlegi
M
,Barash
A
et al.Позвоночный столб неандертальца 2: поясничный отдел
.J Hum Evol
2017
;106
:84
—101
.49Ward
C.
Функциональная анатомия нижней части спины и таза миоценового гоминоида Проконсула Ньянзаэ с острова Мфангано, Кения
. Докторская диссертация,Джон Хопкинс
,1991
.50Сандерс
WJ
,Боденбендер
BE.
Морфометрический анализ поясничного позвонка UMP 67-28: значение для функции позвоночника и филогении миоценового гоминоида Морото
.J Hum Evol
1994
;26
:203
—37
.© Автор (ы) 2020. Опубликовано Oxford University Press от имени Фонда эволюции, медицины и общественного здравоохранения.
Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), которая разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии, что оригинал работа правильно процитирована.Антропологи подтверждают связь между анатомией черепа и ходьбой на двух ногах — ScienceDaily
Исследователи-антропологи из Техасского университета в Остине подтвердили прямую связь между прямой двуногой ходьбой и положением большого затылочного отверстия. в основании черепа, передающего спинной мозг.
Исследование, опубликованное в следующем выпуске журнала Journal of Human Evolution , подтверждает спорное открытие анатома Раймонда Дарта, который обнаружил первого известного двуногого ходящего (двуногого) предка человека, Australopithecus africanus . С момента открытия Дарта в 1925 году физические антропологи продолжали спорить, может ли эта особенность основания черепа служить прямой связью с двуногими ископаемыми видами.
Крис Кирк, адъюнкт-профессор антропологии и соавтор исследования, говорит, что результаты подтверждают положение большого затылочного отверстия в качестве диагностического инструмента для исследования окаменелостей и проливают свет на эволюцию человека.
«Теперь, когда мы знаем, что смещенное вперед затылочное отверстие характерно для двуногих млекопитающих в целом, мы можем быть более уверены в том, что ископаемые виды, демонстрирующие эту особенность, также были обычными двуногими», — говорит Кирк. «Наши методы могут быть применены к ископаемым материалам, принадлежащим некоторым из самых ранних потенциальных предков человека».
Большое затылочное отверстие у человека расположено по центру под черепной коробкой, потому что голова находится на вершине вертикального позвоночника в двуногих позах. Напротив, большое затылочное отверстие у шимпанзе и большинства других млекопитающих расположено ближе к задней части черепа, поскольку в позах на четвероногих позвоночник расположен больше за головой.
В рамках исследования исследователи измерили положение большого затылочного отверстия у 71 вида из трех групп млекопитающих: сумчатых, грызунов и приматов. Сравнивая положение большого затылочного отверстия в целом у млекопитающих, исследователи смогли исключить другие возможные объяснения смещенного вперед большого затылочного отверстия, такие как различия в размере мозга.
Согласно находкам, большое затылочное отверстие, расположенное к основанию черепа, встречается не только у людей, но и у других обычно двуногих млекопитающих.Кенгуру, кенгуровые крысы и тушканчики имеют более смещенное вперед затылочное отверстие по сравнению с их четвероногими близкими родственниками.
Эти особые млекопитающие развили двуногую передвижение и расположили большие отверстия вперед независимо или в результате конвергентной эволюции, — говорит Габриэль Руссо, научный сотрудник Северо-восточного медицинского университета Огайо и ведущий исследователь исследования.
«Как одна из немногих особенностей черепа, напрямую связанных с движением, положение большого затылочного отверстия является важной характеристикой для изучения эволюции человека», — говорит Руссо.«Это относится к ранним видам гомининов, таким как Sahelanthropus tchadensis, который демонстрирует смещение большого затылочного отверстия вперед, но вызвал некоторые споры относительно того, имеет ли он более близкое родство с людьми или африканскими обезьянами».
История Источник:
Материалы предоставлены Техасским университетом в Остине . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
Стать человеком: эволюция вертикальной ходьбы | Наука
Добро пожаловать в новую серию Hominid Hunting «Становление человеком», в которой будет периодически анализироваться эволюция основных черт и моделей поведения, определяющих людей, таких как большой мозг, язык, технологии и искусство.Сегодня мы рассмотрим самую важную характеристику человека: прямую ходьбу.
Вертикальная ходьба на двух ногах — черта, определяющая родословную гоминидов: двуногие отделяли первых гоминидов от остальных четвероногих обезьян. Антропологам потребовалось время, чтобы это понять. На рубеже 20-го века ученые считали, что большой мозг делает гоминидов уникальными. Это был разумный вывод, поскольку единственные известные окаменелости гоминидов относились к мозговым видам — неандертальцам и Homo erectus .
Это мышление начало меняться в 1920-х годах, когда анатом Раймонд Дарт обнаружил в Южной Африке череп, известный как ребенок Таунг. У Таун Чайлда был маленький мозг, и многие исследователи думали, что Таунг возрастом около трех миллионов лет был просто обезьяной. Но одна особенность выделялась как человеческая. Большое затылочное отверстие, отверстие, через которое спинной мозг выходит из головы, было расположено под черепом дальше вперед, чем у обезьяны, что указывает на то, что Таунг держал голову прямо и, следовательно, вероятно, ходил прямо.В 1930-х и 1940-х годах дальнейшие открытия окаменелостей двуногих обезьян, которые предшествовали неандертальцам и H. erectus (собирательно называемые австралопитеками), помогли антропологам убедить антропологов в том, что прямоходящая ходьба предшествовала большому мозгу в эволюции человека. Это было наиболее впечатляюще продемонстрировано в 1974 году, когда была обнаружена Люси, почти полный скелет австралопитека. Хотя Люси была маленькой, ее анатомия напоминала двуногую, в том числе широкий таз и бедренные кости, наклоненные к коленям, что приводило ступни к центру тяжести тела и создавало устойчивость при ходьбе.
В последние десятилетия антропологи определили, что двуногие корни имеют очень древние корни. В 2001 году группа французских палеоантропологов обнаружила в Чаде особь Sahelanthropus tchadensis возрастом семь миллионов лет. Известный только по черепу и зубам, статус Sahelanthropus как прямоходящего основан исключительно на расположении его затылочного отверстия, и многие антропологи по-прежнему скептически относятся к форме передвижения этого вида. В 2000 году палеоантропологи, работающие в Кении, обнаружили зубы и две бедренные кости шестимиллионного животного Orrorin tugenensis .Форма бедренной кости подтверждает, что Оррорин был двуногим. Самым ранним гоминидом с наиболее обширными доказательствами двуногости является Ardipithecus ramidus возрастом 4,4 миллиона лет. В 2009 году исследователи объявили о результатах более чем 15-летнего анализа этого вида и представили миру почти полный скелет под названием Арди.
Хотя самые ранние гоминиды были способны ходить прямо, они, вероятно, не передвигались так, как мы сегодня.Они сохранили примитивные черты, такие как длинные изогнутые пальцы рук и ног, а также более длинные руки и короткие ноги, что указывает на то, что они проводили время на деревьях. Лишь после появления H. erectus 1,89 миллиона лет назад гоминиды выросли в высоту, развили длинные ноги и стали полностью наземными существами.
В то время как хронология эволюции вертикальной ходьбы хорошо известна, почему гоминиды сделали свои первые двуногие шаги — нет. В 1871 году Чарльз Дарвин предложил объяснение в своей книге Происхождение человека : Гоминидам нужно было ходить на двух ногах, чтобы освободить руки.Он писал, что «… руки и оружие вряд ли могли стать достаточно совершенными, чтобы изготавливать оружие или метать камни и копья с истинной целью, если они обычно использовались для передвижения». Одна из проблем с этой идеей состоит в том, что самые ранние каменные орудия труда не упоминаются в археологических записях примерно 2,5 миллиона лет назад, примерно через 4,5 миллиона лет после зарождения двуногости.
Но после открытия Арди в 2009 году антрополог К. Оуэн Лавджой из Кентского государственного университета возродил объяснение Дарвина, связав двуногость с происхождением моногамии.Я писал о гипотезе Лавджоя для журнала EARTH в 2010 году. Лавджой начинает с того, что отмечает, что первооткрыватели Арди говорят, что этот вид обитал в лесу. Поскольку климатические изменения сделали африканские леса более сезонной и изменчивой средой, людям стало бы труднее и требовать больше времени для поиска пищи. Это было бы особенно сложно для самок, выращивающих потомство. На этом этапе, как предполагает Лавджой, возникла взаимовыгодная договоренность: самцы собирали пищу для самок и их детенышей, а самки в ответ спаривались исключительно со своими кормильцами.Чтобы быть успешными кормильцами, мужчинам нужны были свободные руки и руки, чтобы носить пищу, и поэтому возникло двуногие. Этот сценарий, как и все гипотезы о двуногости, действительно сложно проверить. Но ранее в этом году исследователи предложили некоторую поддержку, когда они обнаружили, что шимпанзе, как правило, ходят на двух ногах, неся редкую или ценную пищу.
Другая теория рассматривает эффективность вертикальной ходьбы. В 1980-х годах Питер Родман и Генри МакГенри из Калифорнийского университета в Дэвисе предположили, что гоминиды эволюционировали, чтобы ходить прямо в ответ на изменение климата.По мере того как леса сокращались, предки гоминидов спустились с деревьев, чтобы пройти через участки луга, разделявшие участки леса. Родман и МакГенри утверждали, что самый эффективный с точки зрения энергии способ ходить по земле — это двуногие. (Полное раскрытие информации: Родман был моим консультантом в аспирантуре.) В 2007 году исследователи, изучающие шимпанзе на беговых дорожках, определили, что шимпанзе требовали на 75 процентов больше энергии при ходьбе, чем двуногие люди, что предоставило некоторые доказательства того, что у двуногого движения есть преимущества.
Многие другие объяснения двуногости были категорически отвергнуты, например, идея о том, что нашим предкам нужно было вставать, чтобы видеть над высокой травой или минимизировать количество тела, подвергающегося воздействию солнца в безлесной саванне. Обе идеи были опровергнуты тем фактом, что первые гоминиды жили, по крайней мере, частично в лесной среде.
Несмотря на то, что этот вопрос труден для изучения, вопрос о том, почему возникло двуногие, может приблизиться к ответу, если палеоантропологи откопают больше окаменелостей самых ранних гоминидов, которые жили от семи до шести миллионов лет назад.Кто знает, сколько видов двуногих обезьян они найдут. Но каждое новое открытие может коренным образом изменить то, как мы понимаем происхождение одной из наших самых отличительных черт.
BBC — Земля — Настоящие причины, по которым мы ходим на двух ногах, а не на четырех
На серо-коричневой каменной плите, выходящей из русла высохшей реки в северной Танзании, находятся, пожалуй, одни из самых запоминающихся реликвий нашего эволюционного прошлого.
В затвердевшем вулканическом пепле отпечатаны три группы следов. По-видимому, большие из них ведут меньшие по тропе, которая извивается на 27 м (88 футов) по некогда покрытой порошком поверхности. Их создал вид древнего человека, который уверенно бродил по этой местности около 3,66 миллиона лет назад, задолго до того, как наш собственный вид, Homo sapiens , ступил на Землю.
Вокруг отпечатков пересекаются случайные следы древних кроликов, антилоп, гиен, бабуинов, жирафов и носорогов.Возможно, животных привлекла водопой, которая когда-то находилась поблизости.
Мы можем только предполагать, что делали эти человеческие предки, когда оставляли эти обычно недолговечные следы на земле в конце плиоцена. Гнались ли они за добычей, преследовали животных у водопоя или просто прогуливались после ужина? Но одно сразу ясно каждому, кто смотрит на отпечатки. Что бы ни делали эти человеческие предки, они делали это на двух ногах.
Следы были обнаружены в Лаэтоли, недалеко от Олдувайского ущелья Танзании, области, богатой окаменелостями наших доисторических предков.Они — самое раннее неоспоримое свидетельство того, что наши далекие предки перешли с четырех ног на двух, став «двуногими».
Вертикальная ходьба освободила руки для переноски и манипулирования инструментами
Почему и когда наши предки встали прямо и начали передвигаться на двух ногах, до сих пор окутано тайной. Научное сообщество расходится во мнениях относительно того, что заставило первых людей отказаться от жизни на четвереньках, хотя это явно одна из определяющих черт нашего вида.
Однако передовые исследования теперь дают новые подсказки относительно того, что могло быть причиной этого изменения.
Понимание того, как мы стали двуногими существами, которыми мы являемся сегодня, обещает ответить на многие из фундаментальных вопросов, которые у нас есть об эволюции нашего вида. Широко признано, что постоянное стояние открывало нашим предкам новые возможности касаться, исследовать, подбирать, бросать и учиться.
«Вертикальная ходьба освободила руки для переноски инструментов и манипуляций с ними», — говорит Крис Стрингер, ведущий антрополог из Музея естественной истории в Лондоне.«Это позволяет ходить на большие расстояния и, в конечном итоге, бегать на выносливость. В конечном счете, это, возможно, было ключевым шагом, который привел к росту мозгов наших предков».
Считается, что наши самые ранние «человеческие» предки расходились с общим предком, которого мы разделяем с шимпанзе, где-то между 13 и 6 миллионами лет назад. Большинство ученых согласны с тем, что эти существа жили высоко на деревьях, которые, как считается, в то время покрывали большую часть Африки.
Достаточно взглянуть на новорожденных человеческих младенцев, чтобы увидеть некоторые остатки того прошлого, где жили деревья.Поместите палец под пальцы ног ребенка, и он инстинктивно обхватит его своими крошечными пальцами, чтобы взять его за руку. На деревьях детеныши приматов с рождения цепляются за своих матерей и за ветви. Если они этого не сделают, они упадут и погибнут.
Давняя и доминирующая теория предполагает, что изменение климата было ключевым двигателем процесса.
Наши предки претерпели несколько фундаментальных анатомических изменений, чтобы перейти с четырех ног на две. Таз изменился с высокого и плоского спереди назад на гораздо более короткий и более чашеобразный, что обеспечило лучшую нагрузку на мышцы, которые двигают бедро при вертикальной ходьбе.
Угол бедренной кости изменился и теперь он направлен внутрь, в результате чего наши ступни находятся ближе к центру нашего тела. Наши позвоночники также изогнуты, образуя отчетливую S-образную форму и помогая переносить вес нашего тела на бедра и смягчать мозг во время ходьбы. Со временем наши нижние конечности также стали длиннее, что позволило нам делать более крупные и эффективные шаги.
Наши ноги тоже изменились. У обезьян длинные противопоставленные большие пальцы ног, чтобы хвататься за ветви. Человеческие пальцы на ногах короче, и они выстраиваются в одну линию, чтобы создать рычаг для отталкивания в конце шага.
Как и почему произошли эти изменения?
Давняя доминирующая теория предполагает, что изменение климата было ключевым двигателем этого процесса. Несколько миллионов лет назад Африка начала терять часть своих лесов по мере роста обширных лугов, поэтому наши предки постепенно покинули леса своих предков и перебрались в саванны.
Двуногие было больше смысла в среде, где деревья были редкостью. Стоя, вы можете видеть высокую траву и искать хищников и добычу. Предки людей, которые лучше всего стояли, имели больше шансов выжить и передать свои гены, поэтому легко представить, как естественный отбор мог привести к постепенному переходу от простого кратковременного вставания к постоянному перемещению в вертикальном положении. .
Климат в Африке не просох настолько, чтобы образовались саванны, пока не появились Сахелантроп и Оррорин.
Летопись окаменелостей предполагает, что переход к ходьбе на двух ногах мог произойти относительно рано в нашей эволюции.
Например, фрагменты окаменелого черепа были обнаружены в Чаде, на западе центральной части Африки, в 2001 и 2002 годах. Обезьяноподобное существо, которому принадлежал череп, теперь называется Sahelanthropus tchadensis , и оно жило от семи до шести миллионов лет назад. .Основание черепа показывает, что шея находится прямо под головой в вертикальном положении, как у нас, тогда как шимпанзе обычно держат шею горизонтально. По словам его первооткрывателей, это говорит о том, что Sahelanthropus , возможно, передвигался прямо на двух ногах.
И если Sahelanthropus нет, то, вероятно, это сделала другая древняя обезьяна, жившая шесть миллионов лет назад. Это животное, Orrorin tugenensis , по-видимому, имело бедренную кость, очень похожую по форме на современную человеческую, что позволяет предположить, что оно ходило прямо.
Но у многих есть проблемы с теорией саванны. Совершенно очевидно, что климат в Африке не пересох настолько, чтобы образовались саванны, до тех пор, пока не появились Sahelanthropus и Orrorin .
Фактически, африканский климат прошел через множество циклов человеческой эволюции, каждый из которых изменял растительный ландшафт. На самом деле не было явного и постоянного изменения ландшафта, которое могло бы послужить толчком для такого фундаментального изменения образа жизни, как переход с четырех ног на две.
Эти обезьяны передвигаются по пологу леса, ходя по веткам на двух ногах
И тут возникает еще одна проблема. Почему так много других существ, приспособившихся к жизни в саванне, передвигаются на четвереньках? Есть даже другие приматы, которые проводят много времени на открытых лугах, например бабуины, но они все еще передвигаются на четырех ногах.
Наконец, есть один интересный момент, касающийся окаменелостей первых двуногих предков человека.Их часто находят вместе с ископаемыми костями лесных и лесных видов растений и животных.
«Это звучит нелогично, но, возможно, поведение на самом деле началось с деревьев», — предполагает Стрингер. Он имеет в виду недавнее исследование, которое показало, что наши предки уже передвигались на двух ногах задолго до того, как покинули густые леса.
Наблюдения за орангутанами на Суматре показали, что эти обезьяны передвигаются по пологу леса, идя по веткам на двух ногах, используя руки, чтобы поддержать свой вес или висеть.Это помогает им перемещаться по ветвям, которые намного тоньше, чем обычно могла бы использовать тяжелая четвероногая обезьяна, позволяя им дотянуться до большего количества фруктов, а также переходить с дерева на дерево.
Предки человека, вероятно, отделились от эволюционной линии орангутангов около 10 миллионов лет назад, однако коленные суставы орангутанов поразительно схожи с суставами современных людей. По словам Робина Кромптона, антрополога из Ливерпульского университета, и Сюзанны Торп, приматолога из Бирмингемского университета, это предполагает, что истоки двуногости уходят гораздо дальше, чем считалось ранее.
« Orrorin обладает рядом функций, которые убеждают меня в том, что он хорошо сочетается с древесным… двуногим с ручным управлением, о котором мы мечтали», — объясняет Кромптон.
На нашем пути к двуногому движению может быть еще один промежуточный шаг, о котором часто забывают. на двух ногах.
Некоторые исследователи связывают это изменение со сменой стратегии охоты.Двуногие обезьяны могли метать оружие и поэтому брались за более крупную и быстро движущуюся добычу.
Другие исследователи считают, что вертикальное положение помогало нашим предкам сохранять прохладу под жарким африканским солнцем. В качестве бонуса эта идея может также помочь объяснить, почему наши предки потеряли волосы и стали голыми обезьянами. Стоя, это означает, что только верхняя часть тела должна быть защищена волосами от солнечных лучей, в то время как потеря других волос на теле позволяет коже более эффективно охлаждаться при любом ветре.
Споры ведутся о том, в какой именно момент эволюции человека проявились эти различные черты и способности, и проявились ли они достаточно рано, чтобы поставить наших предков на две ноги.
Но есть некоторые недавние исследования, которые показывают, что на нашем пути к двуногому движению может быть еще один промежуточный шаг, о котором часто забывают. И это возвращает нас к тем следам в Танзании.
Некоторые исследователи сейчас используют технологию 3D-сканирования и компьютерное моделирование, чтобы реконструировать то, как на самом деле могли выглядеть некоторые виды, когда они ходили, изучая доисторические следы, которые они оставили. Сочетание этого с тем, что мы знаем об их анатомии, позволило ученым провести подробные сравнения между походкой наших ранних предков и нашим собственным способом ходьбы сегодня.
Два недавних исследования использовали этот подход для изучения следов Лаэтоли. Считается, что отпечатки принадлежат людям, принадлежащим к тому же виду, что и знаменитая Люси, Australopithecus afarensis . Считается, что этот вид, живший между 3,9 и 2,9 миллионами лет назад, уже претерпел многие из анатомических изменений, которые позволили нашим предкам ходить прямо, даже если до ходьбы, как мы теперь понимаем, он эволюционировал, еще нужно было пройти какой-то путь.
Непосредственно перед смертью у нее было несколько переломов, которые, похоже, соответствуют падению с большой высоты
Одно исследование, проведенное учеными из Института эволюционной антропологии Макса Планка и Американского музея естественной истории, показало, что Люси и ее родственники ходил несколько необычно.Их реконструкции по отпечаткам стоп Лаэтоли, опубликованные в августе 2016 года, предполагают, что A. afarensis ходил на двух ногах с согнутыми коленями в своего рода сутулой позе. Это, конечно, было бы не очень эффективно для передвижения по открытой саванне с любой скоростью.
«Не похоже, чтобы они ходили совершенно иначе, чем современные люди, но следы Лаэтоли по-прежнему указывают на некоторые незначительные отличия, которые могли сделать двуногую ходьбу более затратной с точки зрения энергии для тех, кто их создал», — говорит Кевин Хатала из журнала Max. Институт эволюционной антропологии Планка, руководивший работой.
И здесь история становится еще более запутанной. Новый анализ скелета Люси, также опубликованный в августе 2016 года, предполагает, что незадолго до смерти она получила множественные переломы, которые, похоже, соответствуют падению с большой высоты. Исследование — и другое, опубликованное той же командой в ноябре 2016 года, — предполагает, что A. afarensis , возможно, провел значительное время, лазая по деревьям.
Некоторые новые исследования с неожиданной точки зрения предполагают еще одну возможность. Люси могла быть скалолазкой.
«С точки зрения эволюции, обезьяне, которая уже приспособилась к лазанию, было бы легче перемещаться по неровным ландшафтам и карабкаться по ним, постепенно проводя все больше и больше времени на земле и, в конечном итоге, все больше и больше времени плоские равнины, чем та же обезьяна, пойдя прямо на прогулку по равнинам, — говорит Изабель Уиндер, палеоантрополог из Йоркского университета.
Беннетт считает, что нога человека на самом деле является гораздо более тонким и гибким инструментом, чем мы полагаем
В статье, опубликованной в 2015 году, Уиндер и ее коллеги предположили, что, возможно, помогли изменения в геологическом ландшафте. Форма наших предков передвигалась на двух ногах.
Исследователи показали, что районы Восточной Африки, где было обнаружено большинство окаменелостей ранних предков человека, также были геологически активными. Эти предки людей жили в бурной Рифт-Валли, среди нестабильных ландшафтов, усеянных откосами и скалами.
«Я думаю, что мы адаптированы к неустойчивой местности, и наши ноги отражают это», — говорит Мэтью Беннетт, антрополог из Борнмутского университета. «В Восточной Африке много уступов и обнажений, которые служат убежищем от хищников и защищенными местами для сна.«
Собственная работа Беннета была сосредоточена на поиске новых способов изучения человеческой стопы и сравнения ее со стопами наших предков. Используя 3D-сканирование, он создал модели следов Лаэтоли и других следов в Илерете в Кении, датируемые 1,5 миллиона лет назад. Эти модели предполагают, что виды, заставившие их ходить, так же, как и мы, и отличия от современных людей лежат в пределах естественной изменчивости, наблюдаемой в том, как ходят наши собственные виды сегодня. гибкий инструмент, чем мы думаем, возможно, потому, что мы склонны закрывать свои собственные туфли.
Наши ступни мало чем отличаются от древних ступней, оставивших эти отпечатки более трех миллионов лет назад.
«Мы рассматриваем ступню как простой рычаг, который позволяет нам« сбивать ногу »при ходьбе, — говорит он. . «Это излишне упрощенное действие. У нас большая гибкость в ногах, что позволяет нам делать множество вещей.
» Вы можете взобраться на дерево, если вам нужно, вы можете найти убежище на каменистом склоне, или вы также можете добиться прогресса при переходе от одного источника воды к другому на скользкой земле.»
Итак, хотя размытые линии следов в таких местах, как Лаэтоли, обеспечивают мощную связь с нашими ранними предками, похоже, они также могут показать, что наши ступни не сильно отличаются от древних ступней, оставивших эти отпечатки более трех миллионов лет назад. .
Присоединяйтесь к более чем шести миллионам поклонников BBC Earth, поставив нам лайк на Facebook, или подписывайтесь на нас в Twitter и Instagram.
Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную новостную рассылку bbc.com под названием «If You Only Прочтите 6 вещей на этой неделе ».Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel и Autos, которые доставляются вам на почту каждую пятницу.
Обзор Hominin Evolution | Изучайте науку в Scitable
Великое понимание Дарвина и объединяющий принцип современной биологии состоит в том, что все виды связаны друг с другом, как сестры, кузены и дальние родственники в обширном генеалогическом древе жизни. Последствия захватывают дух; если бы мы могли путешествовать достаточно далеко во времени, мы бы нашли общих предков между нами и всеми остальными живыми организмами, от дикобразов и фламинго до кактусов.Наша ближайшая эволюционная семья состоит из гоминоидов , группы из приматов , в которую входят «малые обезьяны» (сиаманги и гиббоны), а также «человекообразные обезьяны» (шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны). Среди человекообразных обезьян нашими ближайшими родственниками являются шимпанзе и бонобо (рис. 1). Летопись окаменелостей, а также исследования ДНК человека и обезьяны показывают, что люди имели общего предка с шимпанзе и бонобо примерно 6 миллионов лет назад (млн лет назад).Мы начинаем обсуждение эволюции нашего вида в Африке, ближе к концу геологического периода времени, известного как миоцен, как раз перед тем, как наша родословная отделилась от линии шимпанзе и бонобо.
Рис. 1. Эволюционное генеалогическое древо человека.
Показаны взаимосвязи и примерное время расхождения живых обезьян. Гоминины — это все виды, включая боковые ветви и вымершие виды, по линии человека (выделено) после нашего последнего общего предка с шимпанзе и бонобо (отмечены буквой «А»).Некоторые ископаемые виды гомининов показаны в правом столбце с указанием их приблизительных возрастных диапазонов; ранние гоминины: серый, Australopithecus : синий, Homo : оранжевый.
Чтобы понять эволюцию любого вида, мы должны сначала установить его предковое состояние: из какого вида животных он развился в из ? Для нашей линии это требует, чтобы мы попытались реконструировать последнего общего предка людей и шимпанзе (отмечены буквой «A» на рисунке 1).Последний общий предок человека и шимпанзе (HC-LCA) — это вид, от которого отделились линия гомининов и линия шимпанзе и бонобо. Гоминины — это виды на нашей ветви гуманоидного дерева после , когда произошел раскол с линией шимпанзе и бонобо, включая все вымершие виды и эволюционные боковые ветви (рис. 1).
В миоцене было большое разнообразие видов обезьян, десятки видов известны по летописи окаменелостей в Африке, Европе и Азии.Эти виды различались по своей анатомии и экологии, и неясно, какие из обнаруженных к настоящему времени ископаемых видов представляют собой HC-LCA (Kunimatsu et al .2007; Young and MacLatchy, 2004). Тем не менее, мы знаем из окаменелостей и сравнительных свидетельств, что он был намного больше похож на живых обезьян, чем на живых людей. У HC-LCA были мозг и тело размером с обезьяну, с относительно длинными руками и пальцами, а также хваткой ногой, которая позволяла ему кормиться на деревьях. Клыки, вероятно, были большими и острыми, как это было видно у нескольких гуманоидов миоцена.Более того, клыки, вероятно, были сексуально диморфными , причем у самцов клыки были намного больше, чем у самок, как это видно среди ныне живущих человекообразных обезьян и окаменелостей миоцена. Подобно живым обезьянам, он передвигался бы на четвереньках (на четвереньках) по земле, и его рацион почти полностью состоял бы из растительной пищи, в первую очередь фруктов и листьев.
Изменения анатомии обезьяны заметны в окаменелостях гоминоидов из позднего миоцена в Африке. Некоторые виды гоминоидов этого периода обладают чертами, типичными для людей, но не наблюдаемыми у других живых обезьян, что привело палеоантропологов к выводу, что эти окаменелости представляют собой ранних представителей линии гомининов.Первыми человеческими чертами, появившимися в летописи окаменелостей гомининов, являются двуногих ходящих и более мелкие, тупые клыки .
Самыми древними из известных в настоящее время гомининов являются Sahelanthropus tchadensis из Чада (Brunet et al , 2005) и Orrorin tugenensis из Кении (Senut et al , 2001). Sahelanthropus , возраст которого составляет от 6 до 7 миллионов лет назад, известен по почти целому черепу и некоторым другим фрагментарным останкам.Размер его мозга, 360 куб. См, находится в пределах диапазона, наблюдаемого у шимпанзе, а череп имеет массивный надбровный дуг, подобный по толщине самцам горилл (Brunet et al , 2005). Однако положение и ориентация большого затылочного отверстия , отверстия в основании черепа, через которое проходит спинной мозг, позволяет предположить, что Sahelanthropus стоял и ходил на двух ногах, а его позвоночник держался вертикально, как у современных людей, а не горизонтально, как у обезьян и других четвероногих (Zollikofer et al .2005). Оррорин известен в основном из посткраниальных окаменелостей, включая частичное бедренной кости . Проксимальная часть бедренной кости имеет сходство с таковой у современного человека, что позволяет предположить, что этот вид был двуногим (Pickford et al .2002). Черепа Оррорина не были обнаружены, поэтому его черепная морфология и размер мозга являются неопределенными. Как у Orrorin , так и у Sahelanthropus клыки самцов больше и острее, чем у современных людей, но они маленькие и тупые по сравнению с клыками самцов обезьян.Это говорит о том, что половой диморфизм собак — и, в более широком смысле, конкуренция между самцами за доступ к спариванию с самками — у этих ранних гомининов было меньше по сравнению с человекообразными обезьянами.
Безусловно, наиболее известным ранним гоминином является Ardipithecus ramidus , вид из Эфиопии возрастом 4,4 миллиона лет, который известен по почти полному скелету, а также по многочисленным другим остаткам зубов и скелетов (White et al .2009). Ар. ramidus и более старый родственный вид, известный по фрагментарным останкам, Ar.kadabba (5,8–5,2 млн лет назад), имеют уменьшенные клыки, аналогичные таковым у Orrorin и Sahelanthropus . Череп Ар. ramidus довольно похож на обезьяну и в целом похож на таковой Sahelanthropus , с маленьким мозгом размером с шимпанзе 300–350 куб. см (рис. 2). Посткраниальный скелет Ardipithecus интригует. Несмотря на то, что таз сильно фрагментирован, обнаруженный таз имеет морфологию, совершенно отличную от таковой у современных обезьян, с более короткой и чашеобразной формой, что убедительно свидетельствует о том, что Ardipithecus ходил на двух ногах; это согласуется с положением большого затылочного отверстия, которое предполагает вертикальное положение.Тем не менее, его длинные передние конечности и пальцы, а также его расходящийся хватательный первый палец ноги (hallux) позволяют предположить, что Ardipithecus большую часть времени проводил на деревьях. Общее впечатление — это в основном древесный вид, который ходил на двух ногах всякий раз, когда рисковал спуститься на землю.
Рисунок 2: Анатомические сравнения обезьян, ранних гомининов, Australopithecus , Homo erectus и человека.
Череп самца шимпанзе показан как пример современного обезьяны.Ранние гоминины и австралопитеки сохранили мозг размером с обезьяну. Двуногая ходьба возникла очень рано в линии гомининов, но Ardipithecus (и, возможно, другие ранние гоминины) сохранили цепкую ногу, которая, возможно, снизила эффективность двуногости. Уменьшенный размер клыков также развился в начале линии гомининов, хотя клыки ранних гомининов были крупнее и острее, чем у более поздних гомининов. Молярный размер увеличился у Australopithecus , но позже уменьшился у Homo (примечание: премоляры не показаны на этой схеме).Передвижение по дереву, на что указывает наличие длинных рук, изогнутых пальцев рук и ног и других особенностей передних конечностей, было обычным явлением для большей части линии гомининов.
Около 4 месяцев мы находим самых ранних представителей рода Australopithecus , гомининов, которые были искусными наземными двуногими, но продолжали использовать деревья для еды и защиты. Первые экземпляры Australopithecus были обнаружены в Южной Африке в 1924 году (Dart, 1925), и в результате исследовательских усилий в течение последующих восьми десятилетий были получены сотни окаменелостей нескольких видов на участках по всей Восточной и Южной Африке.Теперь мы знаем, что Australopithecus был очень успешным родом, который существовал почти три миллиона лет (рис. 1).
Самыми известными видами Australopithecus являются A. afarensis (3,6–2,9 млн лет назад) из Восточной Африки и видов A. africanus (3,2–2,0 млн лет назад) из Южной Африки. Таз и нижняя конечность этих видов ясно указывают на то, что они были полностью двуногими: таз короткий и чашеобразный, приводящий ягодичные мышцы сбоку от тела, как у современных людей, для стабилизации туловища во время двуногости, а также первый палец на одной ноге с остальными пальцами (Ward, 2002; Harcourt-Smith and Aiello, 2004).На основании анализа плюсневых костей и окаменелых следов Лаэтоли ступня австралопитека могла даже иметь человеческую арку (Ward et al. 2011). Тем не менее, по сравнению с современными людьми, предплечья были длинными, а пальцы рук и ног были длинными и несколько изогнутыми, что свидетельствует о том, что Australopithecus регулярно использовал деревья для кормления и, возможно, в качестве убежища от хищников в ночное время. Эта смешанная наземная и древесная стратегия хорошо послужила бы этим видам в смешанных лесах и саваннах, в которых они обитали.
Размер мозга австралопитеков варьировался от 390 до 515 кубических сантиметров, как у шимпанзе и горилл (Falk et al. 2000), что позволяет предположить, что когнитивные способности в целом были аналогичны живым обезьянам (Рисунок 2). Размер тела австралопитека был довольно маленьким и диморфным по половому признаку, около 30 кг для самок и 40 кг для самцов (McHenry, 1992). Этот уровень диморфизма не отражается на клыках, которые были маленькими, тупыми и мономорфными, как у более ранних гомининов.
В отличие от клыков, коренные зубы у австралопитека были намного больше, чем у более ранних гомининов, и имели более толстую эмаль. Это говорит о том, что их диета включала в себя твердую некачественную растительную пищу, которая требовала интенсивного пережевывания. Подгруппа Australopithecus , известная как «крепкие» австралопиты (часто обозначаемые отдельным родом Paranthropus ) из-за их огромных зубов и жевательных мышц, довела эту адаптацию до крайности.Большинство видов Australopithecus вымерли на 2 млн лет назад, но некоторые устойчивые формы сохранялись примерно до 1,2 млн лет назад в Восточной и Южной Африке.
Самые ранние окаменелости нашего собственного рода, Homo , найдены в Восточной Африке и датированы 2,3 млн лет назад (Kimbel et al. 1997). Эти ранние экземпляры похожи по размеру мозга и тела на австралопитек , но показывают различия в их коренных зубах, что указывает на изменение диеты.Действительно, как минимум к 1,8 млн лет назад первые представители нашего рода использовали примитивные каменные орудия для разделки туш животных, добавляя в свой рацион на основе растений богатое энергией мясо и костный мозг.
Самый старый представитель рода Homo , H. habilis (2,3–1,4 млн лет назад) обнаружен в Восточной Африке и связан с разделанными костями животных и простыми каменными орудиями (Blumenschine et al , 2003). Его более грозный и широко распространенный потомок, H. erectus , встречается по всей Африке и Евразии и сохранился с 1 года.От 9 до 100 тыс. Лет назад, а может быть, и позже (Антон, 2003). Как и у современных людей, у H. erectus не было приспособлений передних конечностей для лазания, наблюдаемых у Australopithecus (рис. 2). Его глобальное расширение предполагает, что H. erectus были экологически гибкими, с когнитивной способностью адаптироваться и процветать в совершенно разных средах. Неудивительно, что именно с H. erectus мы начинаем наблюдать значительное увеличение размера мозга, до 1250 см3 у более поздних азиатских особей (Антон, 2003).Молярный размер H. erectus уменьшен по сравнению с Australopithecus , что отражает более мягкую и богатую диету.
Около 700 тыс. Лет назад, а возможно и раньше, H. erectus в Африке дало начало H. heidelbergensis , виду, очень похожему на нас с точки зрения пропорций тела, зубной адаптации и когнитивных способностей (Rightmire, 2009). H. heidelbergensis , часто называемый «архаичным» Homo sapiens, был активным охотником на крупную дичь, производил сложные инструменты в леваллуазском стиле и не менее 400 тыс. Лет назад научился управлять огнем (Roebroeks and Villa, 2011 ).Считается, что неандертальцы ( H. neanderthalensis ), адаптированные к холоду гоминины с крепким телосложением, сложным поведением и размером мозга, аналогичным нашему, произошли от популяций H. heidelbergensis в Европе по крайней мере на 250 тысяч лет назад (Rightmire, 2008; Хублин, 2009).
Ископаемые остатки и данные ДНК предполагают, что наш собственный вид, H. sapiens , произошел в Африке 200 тыс. Лет назад (Relethford, 2008; Rightmire, 2009), вероятно, от H. heidelbergensis . Повышенная изощренность поведения H.sapiens , на что указывают наш большой мозг (1400 куб.см) и археологические свидетельства более широкого набора инструментов и умных методов охоты, позволили нашему виду процветать и расти на африканском континенте. К 100 лет назад наш вид распространился в Евразию, в конечном итоге распространившись по всему земному шару в Австралию и Америку (DiGiorgio et al , 2009). По пути наш вид вытеснил других гомининов, с которыми они столкнулись, включая неандертальцев в Европе и аналогичные формы в Азии. (Обратите внимание, что не все согласны с такой интерпретацией данных, см. Трайон и Бейли).Исследования древней ДНК, извлеченной из окаменелостей неандертальцев, показывают, что наш вид мог иногда скрещиваться с ними (Green et al ., 2010). Наше растущее глобальное влияние продолжается и сегодня, поскольку такие культурные инновации, как сельское хозяйство и урбанизация, формируют окружающий нас ландшафт и виды.
Эволюция нашего вида от обезьяноподобного миоценового предка была сложным процессом.