Изгибы позвоночника человека обусловлены прямохождением
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 октября 2016; проверки требуют 15 правок.
Переход гоминид к прямохождению начался от четырёх до семи миллионов лет назад[1][2]. Этот переход привёл к морфологическим изменениям в скелете человека, в том числе к изменениям размера и расположения костей стопы, размера и формы тазобедренного и коленного суставов, длины и формы ног, а также формы позвоночника. Существует несколько теорий, объясняющих эволюцию этих изменений[3].
Энергетическая эффективность[править | править код]
Прямохождение человека на 75 % более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырёх, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно этот фактор сыграл главную роль в переходе к прямохождению[4].
Изменения скелета[править | править код]
Стопа[править | править код]
Переход к прямохождению привёл к развитию увеличенного пяточного отдела стопы, необходимого для поддержания равновесия при ходьбе и поддержанию увеличившейся массы тела[5]. Изменилась также форма стопы: большой палец на ногах, располагавшийся у ранних гоминид так же, как на руках, поменял расположение, встав на одну линию с другими пальцами[6]. Кроме того, образовался свод стопы в отличие от плоских стоп других гоминид[6]. Все эти изменения способствуют экономии энергии во время передвижения[1][7].
Бедро[править | править код]
Тазобедренный сустав человека существенно больше[прояснить], чем у гоминид, что обеспечивает поддержку тела большего веса[6]. Эти[какие?] изменения приблизили позвоночник к тазу, что увеличило устойчивость при прямохождении[8] и сократило расход энергии на поддержание равновесия при ходьбе[6][1][9].
Форма подвздошной кости изменилась с длинной и узкой на короткую и широкую, при этом крылья подвздошной кости расположились горизонтально. В совокупности эти изменения обеспечивают увеличение площади крепления ягодичных мышц, что помогает стабилизировать торс при стоянии на одной ноге. Крестец также увеличился в ширину, что привело к увеличению диаметра родового канала и облегчило роды. Седалищные кости увеличились, что улучшило крепление связок, поддерживающих брюшную полость при прямохождении.
Колено[править | править код]
Коленные суставы увеличились по той же причине, что и суставы бедра, а именно, для поддержания увеличенного веса тела[6]. Угол разгибания колена (угол между бедром и голенью, образуемый при ходьбе) уменьшился. Изменение формы коленного сустава позволило уменьшить потери энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении[1][6].
Конечности[править | править код]
Увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц. Усилие, необходимое при ходьбе, передаётся от мышц ног через лодыжку. Длинные ноги позволяют использовать при ходьбе естественное колебательное движение конечностей, поэтому не требуются дополнительные мышцы для передвижения вперёд другой ноги для следующего шага[6].
Верхние (передние) конечности, исключённые из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами[10]. Это привело к снижению относительной силы верхних конечностей человека по сравнению с другими гоминидами[11][12][13]. С переходом к прямохождению увеличилась роль ягодичных мышц, ставших одной из самых крупных мышц в организме человека. У шимпанзе эти мышцы намного меньше, что доказывает важную роль этой группы мышц в прямохождении. Ягодицы также препятствуют опрокидыванию корпуса вперёд во время бега[9].
Череп[править | править код]
Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Кроме того, плоская форма человеческого лица помогает сохранять равновесие черепа на затылочных мыщелках, благодаря чему поддержание головы возможно без дополнительных мышц и развитых надбровных дуг, наблюдаемых у человекообразных обезьян. В результате у человека мышцы лба используются исключительно для мимики[10].
Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад[прим. 1]. Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тысяч лет назад. В результате, мозг человека в три-четыре раза превышает по размеру мозг ближайшего эволюционного предшественника — шимпанзе[14].
Позвоночник[править | править код]
С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) — вперёд. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперёд, что требовало бы гораздо больших мышечных усилий для поддержания равновесия[8]. Наличие же двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями[6], что даёт экономию энергии при ходьбе[1].
Последствия[править | править код]
Даже с учётом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаётся слабо приспособленным к прямохождению, что приводит к многочисленным заболеваниям опорно-двигательного аппарата[15]. Так, у большого числа людей с возрастом начинаются проблемы с поясничным отделом позвоночника и коленными суставами: по некоторым данным, боль в пояснице является ведущей причиной потерянных рабочих дней[16]. Артрит стал проблемой сразу после перехода гоминид к прямохождению: учёные обнаружили его следы в позвонках доисторических охотников-собирателей[16][прим. 2]. Дальнейшие изменения суставов, которые могли бы исправить положение, невозможны из-за противоречия в требованиях устойчивости и эффективности передвижения[6].
Предполагается, что в результате перехода к прямохождению таз женщин должен был сузиться, чтобы они могли передвигаться на двух ногах. Из-за этого родовой канал изогнулся, что усложнило процесс рождения детей. Также в результате увеличения объема головного мозга у младенцев, которых они вынашивали, увеличилась голова, усложняя процесс их прохождения через и без того узкие родовые пути. Роды стали очень болезненными и опасными. В 1960 году антрополог Шервуд Уошберн (англ.)русск. назвал эту теорию «акушерской дилеммой (англ.)русск.»[17][18].
Однако в последнее время эта теория оспаривается некоторыми учёными. Они утверждают, что в ранних обществах охотников-собирателей роды не были тяжёлыми. Однако после перехода людей к земледелию произошли изменения в строении тела людей: земледельцы, как свидетельствуют археологические находки, были значительно ниже ростом, чем охотники-собиратели. При этом чем меньше рост женщины, тем более узкие у нее бедра, то есть переход к земледелию усложнил процесс деторождения. С другой стороны, более богатый углеводами рацион земледельцев привёл к тому, что младенцы в утробе матери начали быстрее набирать вес, а большого ребенка родить гораздо труднее[17].
См. также[править | править код]
- Смещение позвонка
Примечания[править | править код]
Примечания
- ↑ По результатам последних исследований, развитие мозга гоминид было вызвано необходимостью адаптации к глобальным изменениям климата.
- ↑ Первым предположение о связи заболеваний позвоночника с прямохождением высказал Уилтон Крогман[en], специалист по судебно-медицинской антропологии из Пенсильванского университета в своей книге «Шрамы человеческой эволюции» (1951).
Сноски
- ↑ 1 2 3 4 5 Kondō, Shirō (1985)
- ↑ Staff (August 14, 2016)
- ↑ Kwang Hyun, Ko (2015).
- ↑ Rodman, Peter S.; McHenry, Henry M. (1980).
- ↑ Harcourt-Smith, W.E.H.; Aiello, L.C. (2004)
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990)
- ↑ Latimer B, Lovejoy CO (March 1989)
- ↑ 1 2 Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al
- ↑ 1 2 Lovejoy CO (November 1988)
- ↑ 1 2 Saladin, Kenneth S. (2003). 3rd, ed
- ↑ Ruff Christopher (October 2003)
- ↑ Thorpe SK, Holder RL, Crompton RH (June 2007)
- ↑ Saladin, Kenneth S. «Chapter 8.»
- ↑ Wittman, Anna Blackburn; Wall, L. Lewis (2007)
- ↑ Тейлор, 2016, с. 114.
- ↑ 1 2 Jacob C. Koella; Stearns, Stephen K. (2008)
- ↑ 1 2 Почему роды – это так тяжело и опасно
- ↑ Почему роды в древности проходили намного легче?
Литература[править | править код]
- Джереми Тейлор. Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией = Jeremy Taylor “Body by Darwin: How Evolution Shapes Our Health and Transforms Medicine”. — М.: Альпина Паблишер, 2016. — 333 p. — ISBN 978-5-9614-5881-7.
- Grabowski M. W., Polk J. D., Roseman C. C. Divergent patterns of integration and reduced constraint in the human hip and the origins of bipedalism. (англ.) // Evolution : journal. — Wiley-VCH, 2011. — Vol. 65, no. 5. — P. 1336—1356. — doi:10.1111/j.1558-5646.2011.01226.x. — PMID 21521191.
- Crompton R. H., Sellers W. I., Thorpe S. K. Arboreality, terrestriality and bipedalism. (неопр.) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.. — 2010. — Т. 365, № 1556. — С. 3301—3314. — doi:10.1098/rstb.2010.0035. — PMID 20855304.
Ссылки[править | править код]
- Human Timeline (Interactive) — Smithsonian (August 2016).
Источник
Позвоночный столб (хребет, позвоночник) – основное составляющее осевого скелета, в составе которого 33–34 позвонка, соединенных последовательно. Его разделяют на 5 основных отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Все они напрямую связаны с органами, расположенными внутри. Чтобы не было никаких погрешностей в работе всего организма, необходимо соблюдать некоторые правила для поддержания в нормальном состоянии физиологические изгибы позвоночника.
Какую роль выполняют изгибы позвоночника
Очень часто людей интересует, какую роль играют изгибы позвоночного столба. Основной задачей их является амортизация, т. е. правильное распределение нагрузок на позвоночник. Кроме того, устраняет боковые нагрузки, при которых может произойти смещение позвонков и межпозвоночных дисков. За счет физиологического искривления происходит предохранение от излишних сотрясений внутренних органов, спинного и головного мозга, а также устойчивость и подвижность тела.
Важно! Если будет нарушена функция позвоночного столба и угол изгибов будет увеличиваться или уменьшаться, то ставится диагноз патологического лордоза или кифоза.
Когда формируется нормальная кривизна позвоночного столба
Многие люди задаются вопросом: «Сколько изгибов имеет позвоночник человека?». Существует 4 вида физиологического искривления позвоночника. Когда человек рождается, у него имеется только единственный кифоз в крестцовом отделе. В процессе развития ребенка происходит формирование еще трех физиологических изгибов позвоночника:
- с 2 до 3 месяцев кроха учится держать головку, поднимая и опуская ее. Таким образом, начинает формироваться шейный лордоз;
- к 11–12 месяцу, когда ребенок хорошо сидит и может самостоятельно стоять, образуется кифоз грудного отдела;
- начиная с годовалого возраста, появляется прогиб поясничной области выпуклостью вперед. Примерно в 13 месяцев большинство детей начинают ходить и активно двигаться, в результате чего образуется крепкий корсет из скелетных мышц. Формируется поясничный лордоз.
Чтобы не возникало патологического искривления позвоночного столба у человека, необходимо не торопить события, т. е. не пытаться посадить малыша или ставить его на ноги раньше положенного срока. Естественные изгибы позвоночного столба прекращают формироваться к семи годам. Очень важно следить за правильной осанкой детей, чтобы не допустить развития серьезных заболеваний, как сколиоз, патологический лордоз и дисплазия.
Интересно, что находясь еще в утробе матери, у ребенка может начаться неправильное формирование изгибов позвоночника, приводящее к деформации позвонков. Почему так может произойти? Чаще всего это связано с наследственностью или дефицитом витамина D. Но, несмотря на это, раннее выявление патологии помогает предупредить образование серьезных и необратимых последствий.
Физиологические изгибы позвоночного столба человека
Неправильное формирование изгибов
Иногда, по некоторым причинам могут развиваться и патологические изгибы тела. Тогда лордоз и кифоз воспринимаются как серьезные заболевания опорно-двигательного аппарата и требуют немедленного лечения.
Патологический лордоз
Это название патологии, при которой позвоночный столб обращен выпуклостью вперед. Может развиваться в любом возрасте из-за приобретенных или врожденных аномалий развития позвонков, тазобедренных суставов, спинных, бедренных и ягодичных мышц, онкологических межпозвонковых новообразований, травм позвоночника, некоторых заболеваний (полиомиелит), период вынашивания плода. В последней ситуации лордоз является временным и полностью исчезнет при появлении ребенка на свет.
Другими предрасполагающими факторами является ожирение с большим количеством жира в области живота, очень быстрый рост ребенка и нарушение осанки. При всех этих заболеваниях и патологиях происходит смещение центра тяжести, в результате чего человек начинает прогибаться, чтобы удержать равновесие.
Симптомами патологического лордоза будут являться изменение осанки, повышенная утомляемость, умеренная болезненность в шейном или поясничном отделе, которая усиливается после физической активности.
Кроме того, наблюдается скованность некоторых движений. Если лордоз имеет сильно-выраженное проявление, то в результате начинают страдать и внутренние органы: развиваются болезни сердца, легких, желудка, кишечника и почек, возникающие в результате сдавления или неправильного местонахождения.
Патологический кифоз
Кифоз – это состояние, при котором колонна позвонков в некоторых сегментах направлена назад, вызывая деформацию спины. Диагностируется как у детей, так и взрослых, преимущественно у женского пола. Причиной неправильного формирования изгибов является:
- торможение роста у подростков в результате нарушения кровообращения позвонков;
- воспалительный процесс;
- инфекции;
- травмы позвоночника;
- заболевания эндокринной системы (гиперфункция паращитовидной железы);
- полиомиелит; продолжительная терапия глюкокортикостероидами;
- онкологические новообразования;
- туберкулез.
Патологический кифоз развивается постепенно
В процессе увеличения угла изгиба могут появляться следующие признаки: болезненность на верхней границе изгиба, усиливающаяся после занятий спортом или неправильного положения тела, деформация спины, искривление осанки, повышенная утомляемость. Сухожилия становятся очень тугими, чем объясняется тяжесть разгибания ног в коленях. Невозможно выпрямить позвоночник в положении лежа на спине. Очень редко наблюдаются судороги нижних конечностей.
Читайте также:
Сколиоз
Сколиоз – это патологическое состояние, при котором происходит искривление позвоночного столба сначала по бокам, а потом и в других плоскостях. У людей, не проходящих лечения, в итоге можно наблюдать скручивание позвоночного столба вокруг самого себя. Чаще всего сколиоз можно встретить у детей в подростковом возрасте, но и зафиксированы случаи у взрослых. Толчком для искривления позвоночника являются травмы, сутулость и неправильная осанка во время сидячей работы.
По характеру различают 4 вида сколиоза: С-образный, S-образный, Z-образный и кифосколиотический. По некоторым симптомам можно заподозрить наличие сколиоза и начать принимать меры, это:
- болезненность, усиливающаяся при физических нагрузках и неправильном положении тела не только в спине, но и в ногах и тазовой области;
- трудность при повороте головы, шеи;
- быстрая утомляемость;
- плечи находятся на разных уровнях (одно выше другого);
- несимметричное расположение лопаток (у лопатки, расположенной ближе к позвоночному столбу, выпирает угол);
- при расположении рук вдоль туловища наблюдается разное расстояние между рукой и телом;
- при наклоне корпуса вперед видно искривление позвоночника;
- таз перекошен в противоположную сторону;
- слабость спинных мышц.
Если не предпринимать мер по борьбе со сколиозом, то могут появиться и более серьезные осложнения: нарушение нормальной работоспособности внутренних органов, происходит их деформация, расстройства в работе сердца и легких, нервной системы. Развиваются хронические болезни: гастрит, дуоденит, язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки, запоры, появляется онемение верхних и нижних конечностей, они также могут «усыхать». Нарушается мозговое кровообращение, появляется кифозный горб.
Меры по профилактике развития сколиоза необходимо применять с детства
Необходимые меры для правильной осанки
Все люди с патологическим искривлением позвоночного столба должны обязательно находиться на диспансерном учете у ортопеда-травматолога. В свою очередь, врач должен в обязательном порядке назначить все возможные процедуры, направленные на устранение заболеваний: назначается массаж, лечебная физкультура, ортопедические принадлежности, пособия, мануальная терапия, физиопроцедуры и т. д. В тяжелых случаях показано операционное лечение.
В качестве мер, направленных против развития или прогрессирования сколиоза, кифоза и лордоза, необходимо проводить комплексные мероприятия:
- спать на жесткой постели на подстраивающемся матрасе, в положении на спине или животе;
- ношение ортопедической обуви или вкладышей в виде стелек с анатомическим строением;
- занятие физическим трудом: плавание, легкая атлетика, туризм и другие;
- строгое соблюдение режима дня (подъем и отбой в одно время, питание);
- отказ от вредных привычек (курение, злоупотребление алкоголем, наркомания). Другими вредными привычками является отказ от некоторых неправильных положений, например, сидение нога на ногу или стояние на одной ноге;
- самоконтроль за правильной осанкой при сидячей работе, за школьной партой, дома на стуле и т. д.;
- ношение специального оборудования, корсетов и других принадлежностей при нарушении нормальной кривизны позвоночного столба для его фиксации;
- равномерное распределение нагрузки на позвоночник при ношении сумок, рюкзаков, портфелей.
Следить за здоровьем детей необходимо родителям в любом возрасте. Именно с подросткового периода чаще всего формируются патологические изгибы позвоночника. Если вовремя не заметить этого, то заболевания будут прогрессировать, принося немало дискомфорта и проблем со здоровьем.
Источник
Внушения совести в связи с раскаянием и чувством долга являются важнейшими различиями между человеком и животным.
Чарльз Дарвин
Несмотря на общее прошлое человека и обезьяны, люди в своем развитии далеко ушли от мохнатых сородичей. Ученые связывают ключевые отличия человека от обезьяны со способностью к прямохождению, то есть передвижению на двух задних конечностях, ногах.
Плавный переход человеческих пращуров к прямохождению начался от 4 до 7 миллионов лет назад. Из-за этого скелет человека перетерпел значительные видоизменения: изменились размер, расположение костей стопы, размер и форма тазобедренного и коленного суставов, длина и форма ног, а также форма позвоночника.
Зачем же приматам потребовалось прилагать столько физиологических усилий для того, чтобы стать прямоходящими? Оказывается, прямохождение человека на 75% более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырех, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно энергосбережение сыграло главную роль в переходе к прямохождению.
Давайте посмотрим, какие изменения, связанные с прямохождением, перетерпела обезьяна, чтобы стать человеком:
- Стопа. Переход к прямохождению увеличил пятку, необходимую для поддержания равновесия и увеличившейся массы тела. Изменилась и форма стопы. Большой палец на ногах, располагавшийся у ранних приматов так же, как на руках, встал на одну линию с другими пальцами — больше не нужно цепляться им за ветви деревьев. Эти изменения — залог экономии энергии во время передвижения.
- Тазобедренный сустав. У человека этот сустав крупнее, чем у обезьян, что обеспечивает поддержку большего веса тела. Увеличение таза дало человеку устойчивость при прямохождении и сократило расход энергии на поддержание равновесия. Крестец также увеличился в ширину, а значит, увеличился и родовой канал. Это облегчило роды.
- Колено. Коленные суставы увеличились. Угол разгибания колена уменьшился. Это позволило уменьшить потерю энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении.
- Конечности. Верхние (передние) конечности превратились в руки и перестали участвовать в процессе передвижения. Они немного ослабли, зато ловко освоили мелкую моторику. Увеличилась роль ягодичных мышц. Теперь это — одни из самых крупных мышц в организме. У шимпанзе эти мышцы гораздо мельче. Ягодицы препятствуют опрокидыванию корпуса вперед во время бега.
- Череп. Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Плоская форма человеческого лица помогает поддерживать голову без дополнительных мышц, наблюдаемых у человекообразных обезьян. А мышцы лба у человека используются исключительно для мимики.
- Позвоночник. С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) — вперед. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперед, что требовало бы мышечных усилий для поддержания равновесия. Наличие двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями. А это существенно экономит энергию при ходьбе.
ФИНТ УШАМИ
85% современных людей не умеют шевелить ушами. Ученые считают, что 15%, которые могут это делать, унаследовали способность от приматов. Наши древние предки шевелили ушными раковинами в целях выживания. После того как они начали жить группами, двигать ушами для определения звука стало уже необязательно.
Помимо скелета существуют и другие яркие отличия человека от его ближайшего сородича — шимпанзе:
- Объем человеческого мозга — 1300-1400 см3, у обезьян — примерно в 2 раза меньше.
- Площадь коры мозга у человека в 3,5 раза больше, чем у обезьян.
- Человек имеет вывернутые губы, слизистая оболочка его губ видна при открывании рта. У наших родственников — нет.
- У человека есть подбородок.
- Клыки у человека не выступают из ряда остальных зубов. У обезьян, наоборот, выступают.
- В середине верхней губы у человека есть ямка.
- Грудная клетка человека плоская, а не бочковидная, как у обезьян.
- Туловище у человека короче, а у обезьян длиннее нижних конечностей.
- Ноги человека длиннее рук, у обезьян — наоборот.
- Стопа человека не плоская, а куполообразная, пружинистая, не приспособленная для хватания.
- Тело человека имеет волосяной покров в отдельных местах. У обезьян шерсть покрывает практически все тело.
- Человек имеет языковую форму общения.
- Человек обладает не только конкретным, но и отвлеченным мышлением.
- Человек способен обобщать. И абстрагировать.
- Человек обладает сознанием.
- Основу жизни человека составляет труд в коллективе.
- Обезьяны не могут изготавливать орудия. А человек может.
- Человек подчиняется общественным законам.
- Человек развивает науку и искусство.
НА ДВУХ ИЛИ НА ЧЕТЫРЕХ?
Большинство человекообразных обезьян, таких как шимпанзе и горилла, отчасти способны ходить на двух конечностях, однако во время передвижения они все же время от времени опираются на так называемые ладони. Человек же сумел полностью оторваться от земли и продолжил свой путь на двух ногах.
Тесты. Проверь свои знания!
Источник