从骨骼变化说起

2020-04-13 02:58甜甜圈
发明与创新·中学生 2020年3期
关键词:头骨颅骨骨骼

甜甜圈

在人体这台无比精密的机器中,一个人能自由地来回走动、跑跑跳跳都需要支撑,而起支撑作用的“头号功臣”莫过于骨头了。人类如果没有骨骼,或许就跟章鱼一样,只能软绵绵地瘫软在地。此外,骨头还能保护人体器官免受伤害,比如颅骨保护了脑部,肋骨保护了胸腔。

人类的骨头并非一成不变,现代生活正对我们的骨骼产生影响。例如,有研究者发现,许多人的后脑勺长得越来越尖,下巴似乎也在变得越来越小,手肘要比以往任何时候都更窄。我们的骨骼究竟是如何变化的?

1924年,在菲律宾东部的太平洋天宁岛上发现了一具男性遗骸,这些遗骨可以追溯到16世纪或17世纪,从这个人的头骨、臂骨、锁骨和小腿骨来看,他非常强壮,异常高大。

这一发现与当地古代统治者的传说非常吻合,考古学家称他为“陶陶·塔加”——意思是“塔加人”——以岛上神话中著名的首领塔加的名字命名,他以具有超人般的力量而闻名。

随着其他坟墓被发现,事实变得越来越清晰:第一具骨架并非特例。抛开传说故事,天宁岛和周围的岛屿上的确曾经生活着一个非常强壮的种族。他们的力量从何而来?

有趣的是,答案就在这些壮汉的遗骸旁边。

以塔加人為例,他被埋葬在12根雄伟的雕刻石柱之间,而这些石柱最初可能被用来支撑他的房子。与此同时,考古学家对他的骨骼和其他人的骨骼进行了更仔细的检查,发现这些骨骼和南太平洋汤加群岛发现的骨骼有相似的特征。在那里,人们从事大量与石头有关的工作,并用巨大的石头建造房屋。

天宁岛上类似这样的房屋最大的柱子有5米多高,每根柱子重约13吨,相当于两头成年非洲象的重量。所以,这并非一个神秘的肌肉巨人种族,这些人纯粹是通过艰苦的劳动而获得了强壮的体格。

塔加人的例子无疑说明了生活方式对人体骨骼的影响,而这些影响在现代社会更明显。

临床医生直到最近十年才越来越多地发现,很多病人的颅骨上有“枕外隆突”的生长趋势。

枕外隆突出现在颅骨后下部,刚好在颈部上方,如果你有枕外隆突,可用手指触摸到它——或者如果你是秃顶,甚至可以直接从后面看到它。

枕外隆突一度被认为是极其罕见的特征。1885年,当科学家第一次研究这个隆起时,法国著名科学家保罗·布罗卡抱怨“居然还有人给它取名字”,因为他研究了那么多标本,没有看到任何人真正出现过这种情况。

而现代科学家在分析了一千多张从18岁到86岁的人头骨X光片后,发现这一特征比预想的普遍得多,在18岁至30岁的人群中,每4个人中就有1个人有枕外隆突。

枕外隆突的激增可能是现代科技造成的,尤其当我们低头看电子设备时,我们会伸着脖子、低下头,驼背的姿势对颈部肌肉与颅骨相连的部位施加了额外的压力,而身体对此的反应是产生新的骨骼层,这些新骨骼可以将重量分散到更大的区域,帮助颅骨应对额外的压力。

有趣的是,马里亚纳群岛的古代壮汉头骨上也有枕外隆突,科学家推测,他们可能是出于类似的原因而发展出这一特征,这些人可能经常把重物挑在肩上。

在世界另一端的德国,科学家发现了另一个奇怪的现象:我们的肘部正在缩小。他们是在研究学龄儿童的身体测量数据时注意到这一趋势的。

为了确切地了解学龄儿童的骨骼随着时间推移发生了哪些变化,科学家对1999年至2009年间的儿童进行了一项研究,以了解他们的骨骼有多强健,或者说“骨架有多粗”,衡量的标准是“骨架指数”(指一个人的身高与肘部宽度的比值),然后将研究结果与十年前一项相同研究的结果进行比较,结果显示,孩子们的骨骼一年比一年脆弱。

为什么会出现这种现象?第一种可能是遗传的原因,但很难看到一个群体的DNA在短短十年内会发生如此大的变化;第二种可能是孩子们营养不良,但这种情况在德国不大可能出现;第三种可能是与孩子们的生活习惯相关。

为了找到答案,科学家进行了一项新的研究。这一次,在分析骨骼状况的同时,研究人员让孩子们填写一份关于日常习惯的问卷,并让他们戴一个星期的计步器,结果发现,孩子们的骨骼强健程度与他们的步行量之间有着密切的联系。

众所周知,肌肉的运动会促进支撑肌肉的骨骼增加重量,如果你一次又一次地“使用”它们,它们会形成更多的骨组织,骨组织的密度越高,骨骼的周长也越大。孩子们萎缩的骨骼看起来是对现代生活简单直接的适应,因为长出不需要的骨骼是没有意义的。

早在2011年,纽约州立大学的人类学家就在研究头骨,他们很想知道是否有可能仅仅通过观察头骨形状就能知道它来自哪里。

从整体上看,我们确实可以粗略地从头骨的形状看出它来自哪里、属于谁,以及和谁的关系较近,但有一个部位不是这样,那就是下巴。

一种观念是,下巴的形状完全取决于人们在成长过程中咀嚼了多少东西。在农业社会,食物柔软可口,人们可以狼吞虎咽地吃下一顿饭,而不需要先把食物嚼得那么烂,咀嚼越少,肌肉力量就越弱,意味着下颚就不会发育得那么强健。另一种观点是,这要归因于母乳喂养,因为母亲让孩子断奶的年龄差别很大,而且决定了孩子什么时候开始咀嚼更多的固体食物。

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