这些被忽视的微小骨头可以告诉我们为什么我们的膝盖会痛

我们从沙发上站起来时痛苦的呻吟声或上楼梯时软骨嘎吱作响的声音都太熟悉了。我们中的许多人低头看着我们酸痛的膝盖并诅咒它们——想知道为什么它们似乎进化到如此痛苦。

但人类膝盖有着复杂的进化历史。新的研究表明，它被误解了。

膝盖的大小和形状发生了重大变化，不仅让早期人类能够直立行走，也让我们与众不同（智人），例如直立人和尼安德特人(尼安德 特 人).

自然选择与其他进化力量（如随机突变或遗传）一起作用，可能塑造了膝盖，帮助我们比亲戚更有效地用两条腿走路，走路的时间更长。

我们今天面临的许多膝盖问题是我们的祖先没有经历过的新问题。例如，在 2017 年，研究建议后工业世界久坐不动的生活方式可能导致膝骨关节炎的发病率增加 2.1 倍，膝骨关节炎是最常见的膝关节炎形式。

当研究人员研究生活在 6,000 年前的狩猎采集者的遗骸时，他们发现膝骨关节炎在当时可能根本不是一个问题。在今天的英国超过 3 的 45 岁以上人群在英国，他们寻求骨关节炎的治疗方法——主要是膝盖。

用于稳定和保护关节的较弱肌肉和相对较弱的软骨来缓冲骨骼刮擦可能是人类运动比以前少得多的结果——坐在办公室或在跑步机上跑步比在具有挑战性的地形中大部分时间里打猎鹿锻炼的肌肉要少。

为了让我们进化出无骨关节炎的膝盖，久坐不动的 “好 ”膝盖的人需要比久坐不动的 “坏 ”膝盖的人多生几代的孩子。

但事情变得更加复杂。膝盖是一个错综复杂的生物机器，科学家们并不完全了解它。

籽骨尤其如此——嵌入肌腱或韧带（如膝盖骨）中的小骨头。这些骨骼可以存在于哺乳动物的整个骨骼中。

这意味着一些哺乳动物可能具有籽骨，而即使是同一物种的成员也没有。一个这样的例子是外侧法贝拉，它位于膝盖后面，今天平均 36.80% 的人类膝盖中可以找到。

尽管进行了数百年的研究，但人们对籽骨的进化、生长、发育以及为什么它们存在于某些物种而不是其他物种中知之甚少。如此之多，以至于您在博物馆看到的关节骨骼中经常缺少籽骨，与它们嵌入的肌肉一起被扔掉。

新作品我和我的同事们已经证明，其中两块经常被误解的骨骼，即膝盖后面的内侧和外侧 fabellae，可能在灵长类动物中以多种方式进化，并帮助早期人类学会直立行走。

该研究是对 93 种不同灵长类动物的三种籽骨的系统评价，包括其他原始人和人类的共同祖先。

我们的工作表明，人类的这些骨骼有一种独特的进化形式，这可能始于类人猿的起源，类人猿是一组灵长类动物，包括猿和人类。

科学家们认为，将现有的法贝拉骨头用于新的目的，一种称为 exaptation 的东西，可能已经帮助早期人类从四肢行走变成了两条肢体。有趣的是，这块骨头还与骨关节炎的发病率较高.患有这种疾病的人患这种疾病的可能性是普通人的两倍。进化不是一条通往生物力学效率的简单道路。

当我们意识到，与牙齿不同，膝盖是“可塑的”，这意味着它们会根据营养和使用情况等因素而移动和变化时，情况就变得更加复杂了。另一方面，牙齿（一旦长大）不会适应，只会受损。这就是为什么随着年龄的增长而锻炼如此重要的原因——以保持我们的骨骼强壮。

膝关节会随着它们的使用或缺乏而变化和适应。例如，全球营养的增加导致人类更高、体重更重，这是解释为什么 fabellae 变得越来越普遍的主要假设。寓言的存在已翻了三倍在过去的 100 年左右，全球范围内存在一些差异.

我们知道，人类膝关节的进化并不简单，而是有分支路径。我们还知道，我们的身体无法适应自己的生活方式，生活方式的改变可能是导致膝盖问题随着时间的推移而变得更加严重的罪魁祸首。

膝盖并没有随着我们所处的年龄而进化，而最初可能帮助我们走路的骨骼可能是这些问题的重要组成部分。

所以，当你的膝盖在跑步机上弯曲或坐下时感到酸痛时，请为它们考虑一下，因为进化并不像看起来那么容易。

迈克尔·伯索姆，工程系读者，伦敦国王学院

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