Кости человека по сравнению с костями остальных приматов гораздо менее плотные, что делает их более хрупкими и увеличивает вероятность переломов и развития остеопороза. Казалось бы, это не лучшая эволюционная стратегия.
Результаты нового исследования показали, что скелеты современных людей приобрели свою облегчённую форму относительно недавно, около 12 тысяч лет назад, в начале голоцена.
Слева направо: современный шимпанзе, австралопитек, неандерталец, современный человек. Плотность кости современного человека существенно ниже, чем у его предков, возможно, из-за сидячего образа жизни (иллюстрация AMNH/J. Steffey).
В ходе научной работы была измерена и сопоставлена плотность ткани суставов современных людей и шимпанзе, а также окаменелостей вымерших видов протолюдей. Как оказалось, в течение миллионов лет вымершие виды имели достаточно плотные кости, и только у современного человека скелет изменился.
"Несмотря на столетия исследований в области человеческого скелета, это первая работа, которая показала: скелеты современных людей имеют существенно меньшую плотность в суставах, – рассказывает автор исследования Брайан Ричмонд (Brian Richmond), профессор университета Джорджа Вашингтона. – Это касается даже древних земледельцев, которые много трудились в поле".
Если сравнивать современных людей с ближайшими родственниками (шимпанзе) и вымершими предками, то мы отличаемся увеличенным размером тела и суставных поверхностей нижних конечностей, а также относительно лёгким скелетом.
Однако до сих пор учёные не обращали внимания на то, что суставы человеческих костей значительно менее плотные по сравнению с суставами других животных, а также не знали, когда именно в процессе эволюции у человека появилась эта уникальная особенность.
При этом у любых современных людей плотность костей ниже, чем у близкородственных видов, и не имеет значения, живёт ли человек в индустриальном обществе или же в земледельческом.
Чтобы разобраться в причинах такой особенности, Ричмонд и международная команда исследователей использовали компьютерную томографию высокого разрешения и микротомографию для измерения трабекулярной костной ткани (или губчатого вещества) суставов конечностей у современных людей, шимпанзе и ископаемых гоминидов – австралопитека африканского (Australopithecus africanus), массивного парантропа (Paranthropus robustus), неандертальца (Homo neanderthalensis) и раннего человека разумного (Homo sapiens).
Результаты показали, что лишь современные люди приобрели низкую плотность губчатого вещества во всех суставах конечностей. Особенно снижение плотности заметно в нижних суставах (бедре, колене, лодыжке), нежели в верхних (плечо, локоть, рука). Появление этого анатомического изменения в конце нашей эволюционной истории, вероятно, было результатом перехода от кочевого образа жизни к оседлому.
"К большому нашему удивлению мы увидели, что на протяжении всей нашей прошлой истории предки и родственники человека, обитавшие в естественных условиях, обладали очень плотными костями, – комментирует Ричмонд. –И даже ранние представители нашего вида, жившие около 20 тысяч лет назад, обладали плотными костями. Однако плотность резко начала падать в более поздние времена, когда люди начали селиться в одном месте, выращивать там пищу и использовать сельскохозяйственные инструменты".
Это исследование даёт антропологическое объяснение современному состоянию костей, в том числе остеопорозу —болезни, распространённой в современной популяции людей.
"Большую часть человеческой предыстории наши предки занимались гораздо больше физической активностью и путешествовали на более дальние расстояния, нежели современные люди, – говорит Ричмонд. – Однако мы не можем полностью понять здоровье современного человека, не зная, как эволюционировали наши тела. Именно поэтому важно понять, как наши скелеты развивались в контексте тех высоких уровней активности".
Подробности исследования — в научной статье, опубликованной журналом PNAS.
