Runners World - En löpares kropp

Har du någonsin funderat på varför du ser ut som du gör när du springer? I jämförelse med andra djur ser du ganska konstig ut. Du balanserar på två långa ben som en Tyrannosaurus Rex utan svans. Du hoppar från det ena benet till det andra. Ibland ramlar du omkull som en pingvin, vilket knappast fyrbenta kor gör särskilt ofta. 

Foto: Eugene Zhyvchik / Unsplash

En ny studie visar hur och varför du ser ut och fungerar som du gör när du springer. Det är en komplex historia. Muskler i dina axlar och armar stabiliserar huvudet och håller upp kroppen. Det är därför du måste svänga på armarna när du springer. Armarna sitter ihop med resten av dig, från fötter till huvud.

Därför kan Zlatan spela fotboll

De flesta forskare fokuserar på löparnas underkropp, men den kände antropologen och evolutionsbiologen Dan Lieberman är mer intresserad av överkroppen. För löpare är ett stabilt huvud viktigt. Kroppen utsätts för starka krafter när du springer och huvudet på toppen är sist i kedjan. Det ser du om du sprungit ...

Läs fortsättningen här.

Kommer människan från Europa?

I böcker om människans evolution står det att människan utan tvivel kommer från Afrika. Men vetenskap bygger på tvivel. Kanske kom människan någon annanstans ifrån? Förr trodde man att kameler utvecklats i öknen, men nu vet vi att kameler utvecklades i Nordamerika och är perfekt anpassade till gå i djup snö och lagra fett under näringsfattiga vintrar. Kanske kommer människan också att omtolkas. Nya fynd av förmänniskor som är 7,2 milj år gamla har nämligen hittats i Grekland och Bulgarien. Det stämmer inte med de böcker som finns.

Vi vet att människans närmsta släkting är schimpansen. Men vi vet inte exakt när våra vägar skildes åt. Fossilen ligger utspridda som pusselbitar i sanden.

Man tror att schimpans och människa gick skilda vägar för mellan 5 och 7 miljoner år sedan. En gren utvecklades till schimpanser och den andra grenen blev Homo sapiens. Det finns flera fossil från Afrika som stöder denna teori.

En ny studie som publicerades i PLoS One i maj kastar nu in några nya fossilerade pusselbitar. Ett team med forskare från bl a Tyskland och Bulgarien hävdar att fyndet av en 7 miljoner år gammal apa med namnet Graecopithecus i själva verket är en förmänniska, en hominin. Det sensationella med detta fynd är att det är från östra Medelhavet, inte Afrika.

7,175 miljoner år gammal underkäke av Graecopithecus freybergi. Foto:Wolfgang Gerber, University of Tübingen

Redan 2012 upptäckte Nikolai Spassov och hans bulgariska kollegor en sju miljoner år gammal aptand. Nu har han tillsammans med tyska och kanadensiska experter forskat djupare och de drar slutsatsen att tanden tillhör en hominin - en tidig förmänniska. Dessa homininer levde i Europa långt efter att övriga europeiska apor dött ut.

För 12 miljoner år sedan var Europa ett paradis för apor. Det fanns stora skogar. Men för omkring 10 miljoner år sedan försvann skogarna och savannerna bredde ut sig. Aporna försvann. Några apor reste sig på två ben och anpassade sig till livet på savannen som krävde ekonomiska förflyttningar på två ben. Apan blev löpare. Det kanske började i Europa?

De äldsta homininerna som hittats innan detta fynd (det återstår om övriga forskare också erkänner Graecopithecus som hominin) är Sahelanthropus som levde för 6-7 miljoner år sedan. Graecopithecus är äldre än så. Genom datateknik fastställde forskarna Graecopithecus ålder till omkring 7,2 miljoner år.

I studien läggs ett nytt pussel av människans förhistoria. Homininer kan ha splittrats från schimpansens evolutionslinje i östra Medelhavet tidigare än 7,25 miljoner år sedan. Vår sista gemensamma anfader skulle då komma från östra Europa. Bevisen består av en tand och en käke. Det låter inte som så mycket, men faktum är att paleontologer inte brukar ha så mycket mer än så.

Vi vet inte mycket
Framtiden får visa om våra förfäder kommer från Europa, Afrika, Asien eller Grönland. Vi sitter fast i våra föreställningar. Darwin trodde att människan kom från Afrika eftersom det fanns stora apor där, sedan fastslogs människans urhem till Afrika på 1950-talet av Louis Leakey. Men för tolv miljoner år sedan fanns det stora apor i Europa. Begrepp som Afrika och Europa har bara funnits i våra hjärnor i några tusen år. För sju miljoner år sedan fanns inte Afrika. Det fanns flera olika arter av apor och kanske också flera människoarter som förflyttade sig för att överleva. Det spelar kanske ingen roll vart människan uppstod, men nya fynd visar att vår historia är mycket mer komplex och att sanningen är ett evighetspussel.

Läs mer om evolution, hjärna och löpning på Hjärnfysikbloggen.

Är människan vegetarian eller köttätare?

Häromdagen, när jag stod och fixade med min komplicerade frukost, tänkte jag hur enkelt det vore om vi människor härstammade från nötkreatur och gick ut varje morgon och betade frukost på gräsmattan. Sen kunde man sitta och idissla på väg till jobbet. Till lunch tömdes alla arbetsplatser och alla männis-korna åt dagens lunch på grässlätterna runt staden. Resten av eftermiddagen satt vi och idisslade framför datorerna. Ooops ... sorry, måste tugga lite, kanske man måste säga under ett möte när magen kastar upp lite halvtuggat lunchgräs ... Toaletterna skulle nog behöva byggas ut. Förutom det vore det enkelt, billigt och praktiskt ... och tråkigt. Kor gör ju inget annat än sover, betar, idisslar och bajsar. Trist liv, men de känner ju inte till något annat. Eller vad tänker de när de tittar på mig med sina tomma, glasartade blickar när jag springer förbi?

Vegetarian?
En del hävdar att människan inte kan vara vegetarian eftersom vi inte har fyra magar som en ko. Men det har inte zebror, hästar eller apor heller. Apor äter mest grönsaker och frukt och vi dinglar i samma evolutionära gren som aporna. Fakta: vi var vegetarianer och fruktianer i miljontals år. Vi har ett muskulöst ansikte, platta tänder, en lång magtarm-kanal fylld till bredden med bakterier som lever på osmältbara växtdelar. Vidare har vi en blindtarm som andra växtätare och saliven är full med enzymet amylas som bryter ner stärkelse. Det är fakta som stöder påståendet att vi är vegetarianer. Djur som lever på kött har vassa knivliknande tänder som skär köttet i bitar. Sedan kastar de i sig köttet. De tuggar inte, för de har ingen saliv som sönderdelar maten. Magtarm-kanalen är liten eftersom det inte finns bakterier som tar hand om fibrer. Det räcker med en sur mage som bryter ner proteiner och fett.

Människan äter flera mål utspridda över dagen, precis som andra växtätare. Köttätare kan vräka i sig nästan halva sin vikt på en måltid. Jägare lyckas sällan, men när de lyckas äter de så mycket de kan. Jag skulle dock inte klara av att äta 30 kg kött till frukost.

Köttätare?
Trots alla fakta ovan finns det ett starkt stöd för att vi härstammar från köttätare också. Australopithecus, som levde för 2-4 miljoner år sedan, antas vara en gemensam förfader till vårt släkte Homo, som dök upp för ungefär 2,3 miljoner år sedan, och till Paranthropus, som dog ut för cirka 1,2 miljoner år sedan. En del menar att Paranthropus dog ut för att de inte var lika anpassningsbara och inte varierade kost och livsföring som Homosläktet.

För att ta reda på vad förmänniskorna åt analyserade några forskare emaljen från fossiliserade tänder från Australopithecus, Paranthropus och tidiga exemplar av Homo. Man analyserade sådant som kalcium, barium och strontium samt strontiumisotoper, för att se vad de verkligen levde på.

Paranthropus dog ut. Källa Wikipedia.

Man fann att Australopithecus åt en varierad kost bestående av kött, blad och frukter. Paranthropus var växtätare. De var robusta, med en massiv käke som kunde knäcka nötter. De var kraftiga, inte alls som gracila löpare. De tidiga arterna av Homo åt däremot mest kött. De använde verktyg för jakt och styckning. Förmodligen sprang de ikapp byten, vilket ledde till en rad anatomiska anpassningar som gör att vi - deras efterlevande - är bra långdistanslöpare. Tack vare köttdieten kunde våra hjärnor växa, vilket gjorde oss till ännu bättre jägare och till att människan blev bra på att anpassa sig till olika miljöer. Människan uppfann kokkonsten och olika kastvapen och på den vägen är det, fast nu äter vi hamburgare och kastar raketer på varandra. Den mer specialiserade, robusta växtätaren Paranthropus dog ut. Paranthropus kunde inte springa och hamnade på efterkälken.

Allätare och löpare
Den mest troliga slutsatsen av de fakta som finns är att människan är en kombination av växt- och köttätare; vi är allsidiga samlare och uthålliga jägare och olika kulturer bevisar att vi äter vad som helst för att överleva. Människan samlade rötter, nötter och frukt, och dödade antiloper. Jakten finns i våra gener. Mycket av det vi gör är egentligen en sorts jakt. Vi springer t ex maraton för att vi har en kropp som utvecklats för att jaga och för att hjärnan belönar vår ansträngning att skaffa kött. Om vi hade härstammat från Paranthropus hade det varit andra grenar som dominerat i Olympiska spelen.

Livet i magen
Många studier visar på ett samband mellan cancer och rött kött. Enligt Word Cancer Research Found (WCRF) bör man äta högst 500 gram tillagat rött kött i veckan och undvika charkprodukter. Hur kan kött som vi ätit i miljontals år vara farligt för hälsan? Jo, evolutionen är opportunistisk. Den räknar bara avkomma. En kost med kött gav mycket näring och förbättrad fortplantning, eventuella negativa hälsoeffekter kom långt senare och var små, jämfört med nyttan. Cancer utvecklas på lång sikt, när kanske 6-7 saker gått fel i en cell och det dröjer för det mesta till sent i livet när vi oftast inte ägnar oss åt fortplantning. Dessutom springer vi inte längre 30 km efter köttet och vi lever länge, så många skulle förmodligen må bra av att minska på mängden bearbetat kött och charkprodukter, och öka mängden grönsaker. Kanske magen kan ge oss svar?

I vår mag-tarmkanal finns biljontals mikrober. För varje mänsklig cell i kroppen, finns det tio icke-mänskliga celler. Denna tarmflora kallas mikrobiom och hjälper till att bryta ner maten vi äter. Mikrobiomet är som ett av kroppens organ, fast det består av ett myller av främmande mikrober.

I en ny studie har forskare visat att när vi byter mellan en kött- och en växtbaserad diet, reagerar mikrobiomet på någon dag. Ur ett evolutionärt perspektiv verkar det vettigt. Våra förfäder åt förmodligen en kost baserad på växter med tillfälliga avbrott då tillgången på kött var god. De individer med ett mikrobiom som snabbt reagerade på dessa förändringar, kunde tillgodogöra sig mer näring och blev framgångsrikare på att sprida sina gener.

En köttdiet leder till mer dramatiska förändringar än en vegetarisk diet, eftersom det krävs galla för att bryta ner fettet. Galla motverkar tillväxten av många tarmbakterier, så de som äter en köttdiet får en tarm med gallresistenta bakterier som t ex Bilophila wadsworthia, som kan ge möss inflammatoriska tarmsjukdomar. Andra gallresistenta bakterier bildar ämnen som deoxicholsyra, som man sett ökar risken för levercancer hos möss. Huruvida människor påverkas på samma sätt (positivt eller  negativt) vet man inte, men att vi påverkas av mikrobiomet råder det ingen tvekan om. Det utgör trots allt 90 % av våra celler och 99 % av vår genetiska information.

Människans mikrobiom. Klicka på bilden för en närmare titt.

I studien såg man att vegetarianerna aktiverade gener i sitt mikrobiom, så att mikrobiomet blev allt mer likt ett växtätande däggdjur. Medan köttätarnas magar förvandlades till magarna hos rovdjur. Efter en sommar runt grillen förvandlas vi alltså till rovdjur. Det visar att mikrobiomet ko-evolverats i miljontals år tillsammans med djuren. Som allätare kan vi dock snabbt skifta mellan dessa ätprogram och väljer man att bli vegetarian i morgon liknar magen en växtätares några dagar senare. Men kor blir vi inte. Jag tror jag fortsätter med mina komplicerade frukostar med råvaror från både växt- och djurriket och försöker äta ungefär som man åt runt Medelhavet till för sisådär 50 år sedan.

Den tredje magen

Det senaste bidraget till teorin om människans utveckling handlar om hur våra förfäder tillagade maten. Vi vet ju att vår närmsta gemensamma släkting schimpansen äter rå mat, medan vi äter tillagad mat. Någonstans mellan apa och människa började vi använda eld för att bland annat tillaga mat.

Man tror att människan började jaga storvilt för omkring en miljon år sedan. Ett av de starkaste bevisen för detta är att människan bär på en nästan identisk binnikemask som lejon. Eftersom binnikemask inte sprids från lejon till människa måste den ha kommit från en gemensam födokälla, som antiloper och andra stora djur som betade på savannen. Dessa parasiter ger alltså ett starkt stöd för att vi jagade samma byten. Förmodligen rörde det sig om en gradvis övergång där Homo habilis (2,5-1,9 milj år sedan) åt kadaver, medan Homo erectus (1,8-0,5 milj år sedan) med sina långa ben och anatomi som en löpare, sprang efter bytet, som sanfolket gör än idag. Men tillgången på kött var inte säker. Därför levde allätaren människan också på frukt, bär, nötter, växter och rötter. Särskilt rötter kan vara svårsmälta. Tänk att äta råa potatisar och morötter och knäcka nötter med tänderna hela dagarna. Fördelen med rötter är att de alltid fanns tillgängliga och gav trygghet.

Rå mat
Genom att koka maten blev energi och näring i kolhydrater mer tillgängliga för människan. När det gäller kolhydrater är det ganska självklart. Om vi skulle äta råa morötter skulle det ta timmar att få i sig maten, medan kokta morötter äts upp på några minuter. Det sparar energi och människan kunde utveckla mindre magar, tänder, munnar och tarmar och satsa energin på en stor hjärna och långa ben istället.

När det gäller proteiner är det inte lika självklart. En del hävdar att man ska äta ägg råa. Detta påstående går tillbaka till en bok från 1904 av Eugene Christian om att ett ägg aldrig skulle kokas eftersom ett kokat ägg måste återfå sin ursprungliga flytande form innan det kan smältas, vilket utsätter organen för extra arbete. Det var något som snappades upp av kroppsbyggare som Steve Reeves som vann flera titlar i slutat av 40-talet. Efter sin kroppsbyggarkarriär satsade Steve på Hollywood och spelade bl a Herkules på 50-talet. Han åt 4-6 råa ägg varje frukost. Reeves var Arnold Schwarzenäggers råmodell. Han ville bli kroppsbyggare och skådespelare och åt därför också råa ägg. Sylvester Stallone tog upp de råa äggen i Rocky och 30 år senare i filmen Rocky Balbo knäckte han fortfarande råa ägg. Rå och stark. Råstark! Jag såg på TV att även Magnus Samuelsson, som var starkast i världen, svalde råa ägg.  

Råa Rocky sväljer råa ägg

Men om nu syftet var att få i sig proteiner skulle de ha kokat dem i stället. Det ger 40 % mer proteiner. De kastade bort 4 av 10 ägg, vilket ju är ganska dyrt om man äter ett äggpaket om dagen.

Perfekta ägg
Ett enda hönsägg ger de aminosyror som en människa behöver i rätt proportion i 40 olika proteiner och allt levereras i ett hårt skal. Skalet och äggvitan därunder skyddar mot parasiter. Äggvitan innehåller ämnen som bl a binder fast järn, vilket försvårar för mikrober att ta sig in. Utan järn kommer de ingen vart. Innan det fanns antibiotika använde man ofta äggvita.

Ägg är dessutom unikt eftersom det är ett av de få (kommer inte på något annat?) animaliska livsmedel som kan lagras i rumstemperatur. Risken för salmonella är dessutom oerhört liten i Sverige. Så risken att äta råa ägg kan inte vara särskilt stor. Ägg är en ganska unik födokälla.

Trots detta har folk alltid kokat ägg. Studier av jägare och samlare visar att de lägger ner mycket tid på att värma upp ägg i het sand, på eld eller som omelett på en varm klippa. De äter dem ogärna råa, precis som de ogärna äter rått kött eller råa rötter och betor. Kan det bero på att äggen förlorar energi om man äter dem råa? Det verkar ju konstigt, men i en noggrann studie fann man att så var fallet. Jägare och samlare gör alltså rätt i att koka ägg.

I studien matade forskarna höns med en kost som märkts med stabila isotoper. Forskarna kunde sedan mäta hur mycket av detta märkta protein som i slutändan fanns kvar i testpersonens tunntarm. Allt protein som färdas genom tunntarmen absorberas inte. Detta kvarvarande protein är i huvudsak metaboliskt värdelöst eftersom det från och med tunntarmen överlämnas till bakterier i tjocktarmen som tar över proteinet för sina egna själviska behov.

När äggen var kokta, absorberades drygt 90 procent av det kokta proteinerna innan de nådde slutet av tunntarmen, medan bara drygt 50 procent av de råa proteinerna absorberades. Med andra ord missar man 40 procent av proteinerna om man äter råa ägg. Genom att värma (denaturera) proteiner försvagas de inre bindningarna i proteinerna, vilket gör deras tredimensionella struktur mer tillgänglig för matsmältningsenzymer, vilket i sin tur ökar mängden protein som kan absorberas.

Eftersom den mänskliga matsmältningen dessutom måste återställa hårda ägg till flytande form leder det i sig till ökad termogenes och ökad kaloriförbränning. Genom att koka ägg får vi tillgång till både mer protein och mer kalorier. För evolutionen är det en avgörande fördel. Men vill man gå ner i vikt kanske man ska äta sina ägg råa? Fast då ger man å andra sidan tjocktarmens bakterier mer näring, vilket i slutändan ger mer gas.

Vi har tre magar
Matsmältningssystemet består av två distinkta processer. Man kan säga att vi har två ”magar”. Den första ”magen” börjar i munnen, fortsätter i magen, och avslutas i tunntarmen. Den andra magen utgörs av tjocktarmen. Den är egentligen en jäsningsprocess där mer än 400 olika arter av bakterier och protozoer (flera miljarder, fler än antalet celler i kroppen) i vår tjocktarm, producerar energi för sin egen skull. Den mat som tas hand om denna andra mage ger tillbaka bara en bråkdel av sin tillgängliga energi. Mycket energin släpps ut som en rå, illaluktande gasblandning av väte, metan, kväve och svavel.

Genom att koka maten blev den lättare att smälta. Man kan säga att matlagningen flyttade en del av matsmältningen utanför våra kroppar. Kokkonsten blev den ”tredje magen”. Den ligger först i matsmältningskedjan, men är den evolutionärt senaste, så därför tycker jag att man kan kalla den för den tredje magen.

Utvecklingen av den tredje magen. Bilder från Wikipedia.

Vi äter färdigtuggad mat. Tillagad mat är säkrare, skapar mer smaker och gör den lättare att äta. Därmed gav det evolutionära fördelar. De som kokade maten fick fler kalorier och kunde därmed fortplanta sig mer än de som envisades med att äta rått kött och råa ägg.

Man vet inte när människan började tillaga mat, men det kan vara så länge som en miljon år sedan. Det är tillräckligt länge för att kokkonsten ska ha blivit en del av vår natur. Vi har tre magar, schimpansen har två och kon fyra. En schimpans kan äta rått kött, men vi blir dåliga av att äta rått kött. De kan däremot inte äta rötter och betor, men vår saliv innehåller mellan 6-8 gånger mer av enzymet amylas och vi kan därför sönderdela stärkelse till mer lättsmälta sockerarter.

Ett rått experiment
I ett experiment som kallas Evo diet experiment lät man nio personer med högt blodtryck äta som apor. Hela försöket filmades av BBC. De åt paprika, meloner, gurkor, tomater, morötter, broccoli, vindruvor, dadlar, valnötter, bananer, persikor, osv. Allt rått. Schimpanser och gorillor skulle förmodligen ha älskat en sådan diet och säkert gått upp i vikt. Deltagarna åt sig mätta varje dag. Det dagliga intaget beräknades till 2000 kalorier för kvinnorna och 2300 kalorier för männen.

Syftet med experimentet var att förbättra hälsan och det lyckades. Vid slutet av experimentet hade deras kolesterolnivåer minskat med nästan en fjärdedel och det genomsnittliga blodtrycket var nere på normala värden. En annan effekt var att de förlorat mycket vikt, i genomsnitt 4,4 kg vardera, eller 0,37 kg per dag.

Genom att äta rå mat går man ner i vikt. Det är krävande och inte lika lättillgänglig föda. En biverkning som studier visar är att man riskerar att tappa sexlusten, vilket kanske är naturligt om man förlorar mycket energi. Det är inte så konstigt att de som lagade mat tog över världen.

Livet i ett äggskal
Jag tror det bör finnas en balans mellan att äta som en apa och att äta lagad mat. Vi är inte apor. Vi är anpassade till att äta lagad mat, men inte att äta processad mat. Evolutionärt står vi närmare en eldstad än en fabrik. Maten ska vara lättuggad, men inte som pulvermos. En apelsin är bättre än ett glas juice. Vi bör äta bra mat och inte bry oss så mycket om dieter. Jag tror alla vet vad bra mat är när de ser det. Vår evolution gör att vi gärna äter det som är lättast att smälta. Man ska vara på sin vakt. Den tredje magen är ny och vi har inte riktigt gjort den till en del i våra liv. Den är stor. Livsmedelsindustrin omsätter bara i Sverige 167 miljarder och den tredje magen är omättlig.