Prof. Arsuaga dla Academii o największym micie ewolucji

Dlaczego bolą nas plecy? Czy naprawdę płacimy „cenę” za chodzenie na dwóch nogach? I czy człowiek to gatunek źle zaprojektowany? 

Zwykle słyszymy, że to mózg zrobił z nas ludzi. Prof. Juan Luis Arsuaga, hiszpański paleoantropolog znany z badań w Atapuerce, gdzie uczestniczył w odkryciu najstarszych szczątków przodków człowieka w Europie, swoją  książkę „Ciało. Arcydzieło siedmiu milionów lat ewolucji” zaczyna inaczej. „Na początku była postawa wyprostowana” – stwierdza. Nie język, nie ogień, nie wielkie idee. Najpierw było stanie na dwóch nogach. 

Tylko pozornie jest to jednak takie proste. – Mamy czarną dziurę. Z genetycznego punktu widzenia rozdzielenie linii człowieka i szympansa nastąpiło 5 do 7 mln lat temu. Australopiteki pojawiają się około 4 mln lat temu. A pomiędzy mamy bardzo niekompletne skamieniałości – wyjaśnia Arsuaga w rozmowie z Academią. Dopiero pojawienie się australopiteków – jak podkreśla – jest pierwszym momentem, gdy możemy mówić o czymś pewnym. – Były dwunożne, a ich ramiona i dłonie były takie, jak nasze – zaznacza badacz.

Stopy przystosowane do chodzenia i dłonie zdolne do precyzyjnej manipulacji pojawiają się w zapisie kopalnym właśnie w tym czasie. Dlaczego właśnie wtedy i dlaczego pojawiają się jednocześnie? – Nie wiem. Nikt nie wie – przyznaje prof. Arsuaga.

Odkrycia, jak żarty

W ostatnich latach paleoantropologia przyniosła kilka odkryć, które wywróciły uporządkowaną wizję ewolucji. Jednym z nich był Homo floresiensis z Indonezji. – Myślałem, że to żart. Dziennikarz przysłał mi artykuł w PDF-ie i byłem przekonany, że ktoś sfałszował tekst w formacie Nature, żeby się ze mnie pośmiać – wspomina paleoantropolog.

Zadzwonił do kolegów za granicę, by upewnić się, że artykuł rzeczywiście pochodzi z prestiżowego magazynu.  – Wydawało mi się niemożliwe, żeby na wyspie Flores odkryto hominina mierzącego metr wzrostu, żyjącego obok smoków z Komodo i karłowatych słoni – mówi.

Podobne zdziwienie wywołał w nim Homo naledi, którego odkryto w 2013 r. w RPA. – To nie geografia jest tu niewiarygodna. To chronologia – podkreśla Arsuaga, odnosząc się do zaskakująco młodego wieku tych szczątków, szacowanych na 236–335 tys.lat. 

Ewolucja człowieka przestaje wyglądać jak prosta linia prowadząca od „gorszych” do „lepszych” form. To raczej mozaika równoległych historii.

Ciało jako temat kultury

„Ciało” nie jest jednak książką wyłącznie o skamieniałościach. Prof. Arsuaga zaczyna ją w muzeum Prado, nie w wykopie archeologicznym. – Jestem paleontologiem, ale jestem też normalnym człowiekiem. Kocham sztukę – mówi. 

Jego zdaniem, jeśli chcemy zrozumieć ludzkie ciało, powinniśmy spojrzeć na nie także przez historię kultury. – Jeśli interesuje cię ludzkie ciało, jedź do Grecji. To Grecy odkryli, że mamy ciało. Że można je przedstawiać. Że ciało wyraża umysł – wyjaśnia, dodając że współczesny człowiek często własnego ciała właściwie nie zna. – Moi studenci wiedzą dużo o ciele z podręczników, ale o własnym ciele nie wiedzą nic. Mówię im: nie patrzcie tylko na obrazek. Macie swoje ciało. Badajcie je.

Nie jesteśmy wadliwą konstrukcją

Najmocniejsza teza książki dotyczy tego, jak myślimy o sobie. – Uczono nas, że jesteśmy gatunkiem źle zaprojektowanym. Że jesteśmy wstydem natury. Reszta zwierząt jest piękna i doskonale przystosowana. A my? Brzydcy i pełni usterek – mówi profesor.

Ból kręgosłupa ma być ceną za dwunożność. Wypadające zęby – ceną za bycie człowiekiem. – To nieprawda. To fałsz – stwierdza. Jego zdaniem większość naszych problemów nie wynika z konstrukcji ciała, lecz z trybu życia. – Cywilizacja jest problemem dla naszego ciała. Nasze ciało nie zostało zaprojektowane do życia, które prowadzimy – wyjaśnia i dodaje obrazowe porównanie: – To tak, jakby powiedzieć, że ptak jest źle zaprojektowany, bo nie potrafi pływać. 

„Ciało. Arcydzieło siedmiu milionów lat ewolucji” nie jest atlasem anatomicznym. – To pierwsza książka anatomiczna napisana po to, żeby ją czytać od początku do końca – mówi jej autor. Nie po to, by udowodnić, że jesteśmy wyjątkowi. Raczej po to, by przypomnieć, że nie jesteśmy biologiczną pomyłką. Nasze ciało działa. To my coraz częściej żyjemy tak, jakby było zbędnym dodatkiem do mózgu.

Poniżej publikujemy fragment książki prof. Juana Luisa Arsuaga „Ciało. Arcydzieło siedmiu milionów lat ewolucji”.

Chodzenie i bieganie

Proszę się oprzeć bokiem o ścianę w pozycji wyprostowanej, dotykając ściany jednym ramieniem. A teraz podnieść stopę, która znajduje się dalej od ściany. Co się stanie? Przewracasz się. Dlaczego? Ponieważ straciłeś równowagę. A teraz proszę odsunąć się od ściany i zrobić to samo. Co się stanie? Nic. Nie przewracamy się. Dlaczego? Ponieważ istnieją mięśnie, które pociągają za biodro, aby zapobiec upadkowi, które nie mogą działać, jeśli dotykamy bokiem ściany. Bez tych bocznych mięśni stabilizujących nie bylibyśmy w stanie chodzić.

Mowa o mięśniach, które wykonują odwodzenie w stawie biodrowym. Są tylko trzy, ale jakże ważne: mięsień pośladkowy średni, mięsień pośladkowy mały oraz mięsień naprężacz powięzi szerokiej.

Miednica i równowaga

Do tej pory zajmowaliśmy się ruchami zgięcia i prostowania stawu biodrowego, które – wraz z ruchami kolana i stopy – mają fundamentalne znaczenie dla chodu dwunożnego i odbywają się naprzemiennie w jednej i w drugiej kończynie. Ruchy te możemy zaobserwować, przyglądając się z boku idącej osobie, ponieważ wszystkie one zachodzą w płaszczyźnie strzałkowej. Opiszę je poniżej, niejako w zwolnionym tempie.

Najpierw wysunięta kończyna zetknie się z podłożem piętą, z wyprostowanym kolanem. Następnie oprze się na całej stopie, z lekko ugiętym kolanem, aby zamortyzować uderzenie. Tułów przesuwa się wtedy do przodu, tak aby całe ciało znalazło się w pozycji pionowej, z całkowicie wyprostowanym kolanem i biodrem. Kończyna zostaje za biodrem, pięta odrywa się, aż z podłożem stykają się jedynie palce. Wreszcie duży palec daje impuls niezbędny do uniesienia stopy, a pozostałe palce zapobiegają prześlizgnięciu się stopy do tyłu.

Ten ruch w cyklu chodu kończy fazę podporu i rozpoczyna fazę przenoszenia, w której kończyna porusza się w powietrzu niczym wahadło. Wymaga to najpierw zgięcia biodra i kolana, a później uniesienia czubka stopy, aby nie ciągnął się po ziemi. Faza przenoszenia kończy się, gdy pięta ponownie dotknie podłoża przy wyprostowanym kolanie.

Mięśnie biorące udział w tym cyklu są nam już dobrze znane: te, które poruszają palcami, te, które zginają stopę w górę i w dół, mięśnie łydki, mięsień czworogłowy uda na przodzie uda, mięśnie grupy tylnej oraz – jeśli teren jest pochylony w górę – mięsień pośladkowy wielki.

Podczas powietrznej fazy cyklu jedyne wsparcie zapewnia ciału przeciwległa kończyna, która znajduje się w fazie podporu. Jak to możliwe, że ciało nie przewraca się na niepodpartą stronę? To samo pytanie zadałby szympans, który byłby inżynierem. Szympansy stawiają krótkie kroki, wymagające dużego wysiłku i zużycia energii. Jak ludziom udaje się pokonywać długie dystanse bez zmęczenia? Musi istnieć mechanizm stabilizujący biodro, który zapobiega opadaniu tułowia, gdy jedna stopa odrywa się od ziemi i porusza w powietrzu, aż ponownie dotknie podłoża piętą.

Ten mechanizm stabilizujący biodro w płaszczyźnie czołowej zapobiega przechylaniu się biodra na bok i przewróceniu się na niepodpartą stronę ciała. Nazywany jest odwodzeniem. Mięśnie, które zapewniają boczną stabilizację biodra, nazywane są mięśniami odwodzicielami i są takie trzy.

Zmiana punktu stałego

Jeśli jako punkt stały zamiast uda obierzemy biodro, odwodzenie powoduje rozdzielenie się kolan, natomiast ruch przeciwny – zwany przywodzeniem – polega na zbliżeniu kolan do siebie. Ćwiczeniem zalecanym do wzmacniania mięśni odwodzicieli stawu biodrowego jest położenie się na boku i unoszenie kończyny, która nie dotyka ziemi, w ruchu nożycowym.

Termin „odwodzenie” odnosi się zarówno do ruchu uda względem nieruchomego biodra, jak i do ruchu, podczas którego unosimy biodro przy nieruchomym udzie i utrzymujemy je w pozycji poziomej. W rzeczywistości w ludzkiej lokomocji skurcz mięśni odwodzących nie jest na tyle silny, aby całkowicie utrzymać biodro w poziomie – jest ono raczej lekko opuszczone po stronie kończyny znajdującej się w powietrzu.

Kiedy szympans staje na dwóch nogach i wykonuje swoje niepewne, drobne kroki, w powietrzu pozostaje strona, która jest wyżej. Spróbuj chodzić jak szympans, z ugiętymi biodrami i kolanami, cały ciężar ciała przenosząc na stronę podpartą. Wtedy widać, że biodro unosi się po stronie przeciwnej. Taki sposób chodzenia jest bardzo nieekonomiczny, ponieważ wymaga znaczących ruchów tułowia. Dlatego szympansy rzadko go praktykują i wolą być czworonogami. Nasz chód jest natomiast płynny i nie wymaga wielkiego wysiłku.

U ludzi dwa mięśnie talerza biodrowego znajdujące się przed mięśniem pośladkowym wielkim pracują jako odwodziciele: mięsień pośladkowy średni oraz mięsień pośladkowy mały. Przyczepiają się one do krętarza większego. Mięsień pośladkowy średni można wyczuć pomiędzy grzebieniem biodrowym a krętarzem większym, choć nie jest on wyraźnie widoczny, ponieważ przykrywa go powięź.

Między krętarzem większym a ścięgnami mięśni pośladkowego średniego i małego znajduje się kaletka krętarzowa, w której może rozwinąć się zapalenie powodujące ból uniemożliwiający spanie na boku. Mięsień pośladkowy wielki w dużej mierze zakrywa mięsień pośladkowy średni, a ten z kolei całkowicie przykrywa mięsień pośladkowy mały. Pośladki zbudowane są więc z trzech warstw.

Wspomnienia z młodości

Istnieją dwa ważne mięśnie rozpoczynające się w przedniej części talerza biodrowego. Jeden z nich to mięsień krawiecki. Drugi, o osobliwej nazwie, również bierze udział w odwodzeniu biodra: napinacz powięzi szerokiej.

Pierwszy artykuł, który opublikowałem w czasopiśmie naukowym o międzynarodowym zasięgu, dotyczył właśnie tego mięśnia. Wykazałem w nim, że jedynie przedni obszar talerza kości biodrowej australopiteków różnił się od naszego i że różnica ta nie powinna znacząco wpływać na funkcję pośladków i mechanizm stabilizacji biodra, a jedynie na dwa mięśnie przyczepione do tej części kości.

Napinacz powięzi szerokiej to krótki mięsień, często przedstawiany w klasycznych rzeźbach, takich jak Diadumenos Polikleta. Jego włókna oraz powierzchowne włókna mięśnia pośladkowego wielkiego łączą się poniżej biodra z pasmem biodrowo-piszczelowym, które biegnie w dół po zewnętrznej stronie uda i kończy się na bocznym kłykciu kości piszczelowej, w okolicy guzka Gerdy’ego. Ta struktura bywa czasem nazywana mięśniem pośladkowym deltoidalnym.

Napinacz powięzi szerokiej jest łatwy do wyczucia, szczególnie w okolicy zewnętrznej strony kolana, gdzie pasmo biodrowo-piszczelowe tworzy grube ścięgno. Nie należy go jednak mylić ze ścięgnem mięśnia dwugłowego uda, położonym bardziej ku tyłowi.

Mięsień ten interesuje szczególnie biegaczy długodystansowych i rowerzystów, ponieważ jego przeciążenie może prowadzić do zespołu pasma biodrowo-piszczelowego, zwanego potocznie kolanem biegacza. Ból pojawia się w bocznej części kolana i uniemożliwia uprawianie sportu. Jednym ze sposobów łagodzenia dolegliwości jest rozciąganie napinacza powięzi szerokiej, na przykład poprzez przyciąganie zgiętego kolana do przeciwległego ramienia w leżeniu na plecach.

Innym mięśniem przyczepionym do przedniej części talerza biodrowego jest mięsień krawiecki, który kończy się po wewnętrznej stronie kości piszczelowej. W tym miejscu znajduje się charakterystyczna struktura zwana gęsią stopką. Głównym zadaniem napinacza powięzi szerokiej jest rotacja uda do wewnątrz, ale odgrywa on również ważną rolę w odwodzeniu. Mięsień krawiecki jest natomiast rotatorem zewnętrznym uda i współpracuje z innymi mięśniami podczas złożonych ruchów kończyny dolnej.

Do dziś zadaję sobie pytanie, w jakim stopniu funkcje tych mięśni różniły się u australopiteków i czy różnice te były zauważalne podczas chodzenia. Możliwe, że orientacja talerza kości biodrowej miała związek raczej z kształtem klatki piersiowej niż z samymi mięśniami. U Homo erectus przedni kolec biodrowy był już zorientowany podobnie jak u współczesnych ludzi, a klatka piersiowa prawdopodobnie miała kształt walcowaty, zbliżony do naszego.

• aktualności
• Nauki biologiczne i rolnicze
• Nauki humanistyczne i społeczne
• Nauki medyczne
• popularyzacja