都是直立行走惹的禍

王凡

直立行走，是人與動物的重要區(qū)別之一，為了“站起來”，我們的祖先可以說是“不惜代價”，以致今天我們還不得不為此埋單——飽嘗足痛膝傷之苦，忍受背痛的折磨，還要應(yīng)付孕婦分娩時的險象環(huán)生。直立行走引發(fā)了許許多多解剖學(xué)上的改變。這一切身體建筑學(xué)上的變化，在化石記錄中都清晰可見。人體的各個部位，比如頸椎、腰椎、心臟等都存在這樣那樣的不足，輕則給我們的生活帶來許多不便，嚴重的甚至危害我們的健康直至生命。而且隨著人類壽命的延長，我們對身體的要求越來越苛刻，這更給進化帶來了挑戰(zhàn)。

人類為何選擇直立行走？

美國科學(xué)家最新研究顯示，人類祖先放棄樹居生活在陸地行走的時期始于320萬年前?？茖W(xué)家在埃塞俄比亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)的足部骨骼是一個完整的第四跖骨，這是連接腳趾至足底的最長一節(jié)骨骼。該骨骼化石屬于南方古猿，1974年發(fā)現(xiàn)的著名“露西”骨骼就屬于這一分支?？脊艑W(xué)家表示，露西的足部骨骼具有足弓，這一特征僅存在于能夠奔跑和長途行走的現(xiàn)代人類。足弓的形成奠定了現(xiàn)代人類的直立行走基礎(chǔ)。

長期以來，科學(xué)家在解釋人類為何會從四肢著地行走進化到兩腿直立行走時，說法一直是眾說紛紜、意見不一。一種觀點認為，人類之所以最終進化成為兩條腿走路的動物，主要是因為這種行走方式最為節(jié)省能量。人類用兩條腿走路所需的能量是用四條腿走路所需能量的1/4。科學(xué)家們專門設(shè)計了一個實驗，通過測量并對比4名成人和5個成年猩猩所耗的氧氣和力量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩足行走的步法比四肢行走的步法要節(jié)省75%的能量。這有力地證明了，人類的直立行走更節(jié)省能量，因此所需的食物也就更加節(jié)省。另外，還有科學(xué)家聲稱，人類選擇直立行走是因為趴著走太熱?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，數(shù)百萬年前，在人類的起源地肯尼亞圖爾卡納盆地，日間的平均氣溫要遠遠高于現(xiàn)在。他們借用人類起源學(xué)的“熱假說”定理，解釋人類之所以選擇直立行走是因為地表溫度太過灼熱。選擇站起來走路是因為這樣比四肢接觸地面爬著行走更為涼爽，并且直立行走還可以減少身體被太陽光直射的面積。

人類分娩比動物要難得多

分娩對所有的婦女來說，都是一場嚴酷的考驗，因為它意味著劇痛和風(fēng)險。與人類相比，大部分靈長類動物對此卻并不發(fā)愁——它們的胎兒在穿越產(chǎn)道時，可以說是暢通無阻。比如說，黑猩猩寶寶出生得飛快：從進入產(chǎn)道、穿越全程到離開媽媽的骨盆，直通通地一下子出來，而且出世時臉朝上，所以黑猩猩媽媽可以把它拉上前來，攬到自己懷里。那么，人類的產(chǎn)道為什么會曲折難行呢？

生兒育女對任何地方的女人都是一場嚴酷考驗，這是由于女性的骨盆構(gòu)造造成的?？茖W(xué)家的解釋是，這都是為了兼顧直立行走的需要。婦女骨盆的結(jié)構(gòu)既要使直立行走成為可能，又得讓寶寶通過，它必須在兩種需求之間取舍平衡。結(jié)果是，臀部變窄，女人骨盆變小，產(chǎn)道嚴重變窄，雖然還算管用，但只是勉強將就。而大腦的發(fā)達，使胎兒頭部變大，使女人的生產(chǎn)成為生物中最難的事。嬰兒出產(chǎn)道時是后腦勺貼著恥骨，臉和頭的方向都和媽媽背道而馳。這就讓做媽媽的很難伸手夠到寶寶，在寶寶出世時給予引導(dǎo)而同時又不傷到寶寶的脊椎。這還使她無法清潔寶寶的呼吸道或解除寶寶頸間纏繞的臍帶。這就是全世界各地的婦女在分娩生育期間都要尋求幫助的緣故。在100多年前，分娩是育齡婦女的首要死因。

頸腰椎間盤突出是人類的“專利”

直立行走雖然解放了雙手，但為此達成的進化妥協(xié)，也帶來了骨骼劇變的煩惱。直立行走與四足移動的生物力學(xué)如此天差地別，從頸部向下直到足部的骨骼不得不為之一變。顱骨和脊椎重新排列，使頭部和軀干在臀部和足部以上保持一條垂直線。為了支撐身體的重量并緩沖直立移動的沖擊力，四肢的關(guān)節(jié)和脊椎都變大了，足部也演化出足弓。人類的祖先在用四只腳走路的時候，是脊椎大，腰椎小。直立行走之后就恰恰相反，脊椎小，腰椎大。脊椎從原先的起拱頂作用，變成了今天充當(dāng)承重的立柱了。這種脊椎從耗能的角度看，既經(jīng)濟又有效，維系著人體平衡、頭部轉(zhuǎn)動和雙足移動，但卻承受了過度的壓迫，“讓它吃了不少苦”。椎骨在受到長期擠壓時，椎間盤就可能會突出，壓迫脊椎神經(jīng)，引起疼痛。除了人類，沒有一種靈長類動物領(lǐng)教過這種背部不適?，F(xiàn)在人們都用游泳方式來預(yù)防頸椎、脊椎以及整個背部的疼痛，游泳的狀態(tài)，其實類似于回歸到我們祖先用四肢行走的狀態(tài)。

人類的膝蓋飽受“直立之苦”

除了頸腰椎，人類的膝蓋也飽受“直立之苦”。為了垂直站立，我們只好硬生生對膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、足部施加空前的壓力。在奔跑或快步走時，我們的下肢承擔(dān)的壓力可能接近體重的好幾倍，膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、足部也承受了更多的壓力，這也正是人類飽嘗足痛膝傷之苦的原因所在。膝關(guān)節(jié)也是人體最容易受傷的關(guān)節(jié)。在美國每年實施的外科手術(shù)中，膝關(guān)節(jié)手術(shù)占了百萬次之多。其中股骨頭壞死就是很重要的一項疾病，因為人類的直立行走，上半身的重量全部壓在了髖關(guān)節(jié)上。

此外，骨盆構(gòu)造還對下肢關(guān)節(jié)施加所謂“側(cè)向壓力”。由于骨盆寬度使然，我們的股骨不像黑猩猩和其他猿類那樣直上直下，而是向內(nèi)斜向膝關(guān)節(jié)。這個載重的傾角確保了膝關(guān)節(jié)處于身體的正下方，讓我們站得更穩(wěn)。但演化總是要付出代價的。這個特別的傾角意味著，膝蓋上承受的壓力隨時會使它搖搖欲墜。因為女人的骨盆比男人的寬，她們的股骨傾斜得更厲害，所以跑得比較慢（多出來的角度使女人浪費了大概10%的能量），這也是女人的膝蓋更容易受傷的原因。

直立行走是引起高血壓的主要原因

醫(yī)學(xué)家在大量研究觀察基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)四腿動物患高血壓癥十分罕見，他們由此提出一個新觀點：直立行走就是引起高血壓的最主要原因。這個新觀點一提出，很快受到國際醫(yī)學(xué)界的重視。專家們研究發(fā)現(xiàn)，人在躺臥狀態(tài)時，心臟每分鐘噴出的血量達5升左右；而在直立狀態(tài)時，70%的血量位于心臟的下方，心臟噴血量降低到每分鐘只有3升左右。為了彌補心臟噴血量下降引發(fā)的不足，神經(jīng)和激素系統(tǒng)會促使血管收縮，迫使動脈系統(tǒng)血容量減少，從而使心臟噴血量和動脈血容量之間保持平衡，并使頭部和其他器官能得到正常的供血，維持人的生命和活動。由此可見，在人的整個生命期間，正是直立姿態(tài)促使了動脈血管經(jīng)常不斷發(fā)生收縮來提高血壓，以保證身體各部位的供血，久而久之，就容易產(chǎn)生高血壓病。