Ardi - den första förmänniskan

Hur blev apan människa? En upptäckt i början av 2000-talet av ett homonin-skelett som kom att kallas Ardi har gett nya ledtrådar. 

Ardi

Ardi påminde om en apa och hennes hjärna var ungefär lika stor som en schimpanshjärna. Varför är hon då inte en apa? Det starkaste beviset för det är att hon sannolikt gick på två ben. Tvåbenthet är extremt sällsynt i djurriket. Apor reser sig ibland på två ben, men bara korta stunder. 

Ardis skelett visar på anpassningar som visar att hon är ”på väg” att utvecklas till en människa, men det betyder inte att hon var outvecklad. Hon var perfekt anpassad till sin miljö. Ardi tillhörde en art som levde sitt liv både på marken och i träden. En ”felande länk”, som man sa förr. Men det finns inga felaktiga länkar, utan bara en enda lång kedja av färdiga länkar. 

Ardis bäcken

Schimpanser svänger från sida till sida när de går. Människor svajar dock inte i nyktert tillstånd, utan vår bål rör sig rakt och energin används till att driva kroppen framåt, inte till att stabilisera bålen. Denna stabilisering beror till stor del på en förändring av bäckenet som förändrats i sidled för att underlätta tvåbent gång. 

Schimpansernas bäcken är riktade bakåt. De kan inte stå på ett ben som de flesta människor kan. Vi har muskler vid höften som kan balansera kroppen ovanpå ett ben i taget när vi går. En schimpans kan bara balansera kroppen genom att luta åt andra hållet - det är därför de svajar så lustigt när de vinglar fram på två ben. 

Ardis skelettrester visar att hennes bäcken liknade vårt, därmed är det troligt att hon gick ungefär som vi. Andra skelett från tidigare arter bekräftar att de första homininerna troligtvis hade en gångart som påminde om vår. 

Fyrfota djur har en konkav ryggrad. Det har schimpanser också och när de reser sig upp på två ben lutar de framåt med kroppen en aning framför höften. Människans ryggrad har dock två böjar, en längs ner och en längst upp - som ett spegelvänt s. 

Människan har fler kotor på den nedre ländryggen. Du har fem kotor, medan schimpanser har tre eller fyra kotor. Kotorna i ländryggen är dessutom kilformade så att de håller ihop och stabiliserar varandra som ett valv. Kilformen gör så att ryggraden svänger in just över bäckenet och placerar bålen ovanför bäckenet. I den övre delen av ryggraden finns en likadan sväng som flyttar nacken nedåt istället för bakåt. Det är en perfekt anpassning till ett liv som jägare och samlare, men inte för bönder eller kontorsarbetare som kröker rygg. Ardis bäcken tyder också på en s-formad ryggrad.

Energieffektiva löpare

Längst ner på kroppen finns en rad viktiga anpassningar som skiljer människan från apor. När du går landar du på hälen och valvet under foten trycks ihop och ger dig skjuts i avstampet. Ardis tår kunde böjas som människotår, vilket inte en schimpans kan. Men hennes fötter var också kraftiga med en stortå som kunde gripa tag i grenar. Benen var kortare och en aning böjda, vilket underlättade klättring. Men Ardi var inte en apa och hon var inte en människa. Hon var en Ardipithecus ramidus, en art med ett ben i trädet och ett ben på marken. 

Ardipithecus ramidus

Varför utvecklades Ardi och homininerna mot tvåbenthet? För att frigöra händerna? Kanske, men det dröjde lång tid innan händerna kom till användning. Tyrannosaurus Rex hade också armar men kunde varken göra en armhävning eller hantera en hammare. Det kan inte kängurur heller. Det är troligare att det fanns ett urvalstryck att spara energi. Klimatet tvingade homininerna att gå längre för att leta mat. Att ta sig fram på två ben är fyra gånger effektivare än att ta sig fram på fyra ben.

Utveckling och  avveckling

Variation leder till utveckling. En del schimpanser har tre kotor, andra fyra kotor och några till och med fem kotor. Om en ländrygg med fem kotor ger en individ en liten fördel, då sprider sig denna egenskap snabbt i genpoolen. Detsamma gäller bäcken, fötter och huvudets form. En fördel på någon procent, ger effekt på sikt. Med tiden stärktes fötterna med stabila valv och hälsenorna förlängdes. Tårna som tidigare greppat om grenar krympte. 

Som vandrare och löpare är foten lika viktig för människan som fenorna för en späckhuggare eller vingarna för en fiskmås. En fot har 20 muskler, 26 ben, 80 senor och ligament. Det tog miljoner år att bygga om en fot för klättring till en fot för löpning, och nu är det foten du möter naturen med. Det är fötterna som driver dig framåt.

Fenorna på späckhuggare som lever i fångenskap kollapsar och hänger över ryggen. De behöver inte använda fenorna för att leta mat i havsdjupen. På samma sätt har människans fötter kollapsat. De används för lite. Fötter ser inte längre ut som fötter.

Själv springer jag gärna barfota eller i löparsandaler. Det känns bra och jag är van vid det. Men på vintern kör jag dubbat.

En skör apa

En eftermiddag slog det mig att fyra av sex runt fikabordet just då var mer mer eller mindre skadade - en ömklig samling sneda ryggar, trasiga nyckelben, ömmande ljumskar, smärtande knän och onda fötter. De enda som var någorlunda skadefria var jag och en dam som närmar sig pensioneringen. Hon missar aldrig att påpeka att träning är farligt.

Under ytan ser knät ut så här. Källa Wikipedia.

Vår närmsta förfader Homo Erectus hade säkert också ont ibland, fast han spelade varken fotboll eller sprang runt i vadderade skor. Däremot var han - liksom jag - en benhög som klistrats ihop med naturens silvertejp - ligament. Det är bara att slita upp huden över knät och se efter. Det ser ut som om evolutionen rafsat ihop det som fanns tillgängligt - muskler, brosk, senor, bindväv och ben - och knutit ihop det med några dubbelknutar. Det är inte konstigt att knän går sönder ibland.

En skör apa
Eftersom våra förfäder alldeles nyss klättrade ner från träden borde vi ha starka överkroppar. Men jag kan aldrig bli lika stark som en schimpans. En schimpans kan förvisso göra chins hela dagen, men jag springer bättre. Att springa långt och att kasta spjut är det enda rent fysiska som vi människor är riktigt bra på.

När jag var fem år bläddrade jag sönder en tjock djurbok och min högsta önskan var att bli en Gibbonapa. Nu är jag ganska glad att den önskan inte slog in, fast lite kul hade det varit att svinga runt och reta några stöddiga tigrar som klippet nedan visar. Men varför är apor stabila och smidiga och inte vi? Är människan en skör apa?

Det enda tvåbenta däggdjuret
I ett blogginlägg på Scientific American påpekar biologen Elisabeth Preston att inget annat däggdjur förutom människan har uppfunnit tvåbentheten. Det fanns tvåbenta dinosaurer, men de utvecklade tvåbentheten under flera miljoner år och de stod inte rakt upp, utan lutade framåt och balanserande kroppen med en svans. Fåglarna härstammar från dinosaurer och de har haft lång tid på sig att smälta samman alla småben i fötterna till ett enda starkt ben, mellanfotsbenet - tarsen. Det ger fåglarna starka, stela och orörliga fötter. De går inte sönder så lätt. Man ser aldrig en pingvin med korsbandsskada eller hälsporre. Det är samma sak med apor. De slåss, ramlar och slår sig men reser sig alltid upp igen; de ligger inte kvar som nedsparkade fotbollspelare.

Enligt Elisabeth Preston beror människans vekhet på vår snabba utveckling från trädlevande frukterianer till tvåbenta jägare. Våra förfäder hade kraftiga griptår och extremt flexibla fötter och fotleder, perfekt anpassade till ett liv i träden. När de klev ner från träden tvingades de till en rad mekaniska utmaningar. Ingen bygger en stol som ska stå på två ben, men evolutionen var tvungen att bygga en konstruktion som balanserade på två ben och som dessutom kunde springa. Det är svårt nog för en robot att stå upp, för att inte tala om att få den att springa eller hoppa.

Ett lyckat evolutionärt snedsteg
Den viktigaste utmaningen var att stabilisera apans flexibla gripfot med 26 enskilda ben till en fast plattform att landa på. Evolutionen löste detta genom att binda samman benen med ligament och skapa en båge - ett fotvalv. Muskler som en gång användes för att gripa grenar stöder nu detta valv. Varje gång foten träffar marken, måste den vara både tillräckligt flexibel för att absorbera stötar och anpassa sig till ojämn terräng och tillräckligt styv för att fjädra upp igen.

Foten har mer än 100 ligament. De håller samman alla ben och leder och ger foten dess rörlighet. Det är en perfekt konstruktion efter sina förutsättningar. Men våra fötter är inte stabila som fågelfötter. Det kan räcka med ett snedsteg. En av de vanligaste stukningarna inträffar när ett ligament i fotleden som kallas anterior talofibular ligament töjs ut. Inga andra apor har detta ligament. Antropologen Jeremy DeSilva tror att den tidiga människan utvecklade detta ligament för att stabilisera fotleden. När en människa kliver snett, kan detta extra ligament i fotleden vara nödvändigt för att hålla ihop hela bunten av block så att de inte glider isär. Foten går inte av, men den blir stukad och vi kan inte använda den på flera veckor.

En människa balanserar på ett skelett som egentligen är en massa block som är staplade på varandra. Benen i fotleden har platta ytor som sitter ovanpå varandra, till skillnad från de krökta och tätt monterade fotledsbenen hos en schimpans. Människan har även fluffiga knän med breda, platta ytor som sprider ut kroppstyngden när vi springer. Men om vi vrider knät för långt åt något håll, då kan korsband och ligament som håller knät på plats skadas. Även menisken - små dämpande broskskivor som pressats in i knät - är känslig för vridningar.

Man kan kanske säga att tvåbentheten fungerade tillräckligt bra. Människan tog över världen. Vi hade råd att stuka våra fötter lite då och då. Man har sett vrickade fotleder redan hos Homo Habilis för 1,8 miljoner år sedan. Det tog inte knäcken på Homo-släktet. Släktet vinglade vidare.

Människan är en löpare
Människan utvecklade ett skelett för att klara av att springa långa sträckor. Det kan man dels se på hur skelettet är utformat, dels på sådant som förmågan att svettas och kyla ned kroppen, säger Irene Davies. Hon forskar på biomekanik på Harvard University och förespråkar en mer naturlig löpstil, den löpstil som människan utvecklade på savannen. Den tidiga människan drabbades också av skador, men knappast lika ofta som dagens löpare. Evolutionen sållade bort de sämsta och de mest skadebenägna löparna.

Genom att springa barfota eller i minimalistiska skor lär hjärnan sig att landa foten försiktigt. Davies tror att framfotalöpning på sikt kommer att minska antalet skador. Skor som ger alltför mycket stöd ger slöa fötter och försämrar kopplingen mellan fot och nervsystem. Det är som att boxas i handskar. Man slår hårdare med en handske på handen än med en bar hand. Problemet är att även om landningen känns mjuk så fortplantas en kraft genom kroppen som ebbar ut någonstans i ryggtrakten. Foten kraschlandar mer än 150 gånger i minuten och till slut går skelettet sönder. 

Vana barfotalöpare använder ett kortare steg, landar på fram- eller mittfoten och har kortare markkontakt. Den kraft som fortplantar sig upp i kroppen när foten landar är också väsentligt lägre än hos de löpare som landar på hälen. Den stora skillnaden mellan barfotalöpning och löpning i tjocka skor är att löparen omedvetet sätter i foten mer varsamt när han är barfota, eftersom man känner av underlaget bättre och blir mer känslig för fotens återkoppling från mötet med naturen. Det tycks därför som om vana barfotalöpare är bättre skyddade mot skador i fötter och ben.

Det viktigaste, säger Davies, är att träna sina fötter. Det är inte många som tränar fötterna på gym. Men starka fötter är den grund vi står på. De ska räcka hela livet. Själv springer Davies helt barfota, medan antropologen DaSilva har köpt ett par minimalistiska Nike Free. Båda två har blivit påverkade av de kunskaper som de fått från sitt arbete.

Själv springer jag också barfota ganska ofta. Fötter, vader och rygg känns starka. Det är högerknät som är min akilleshäl. Jag har haft ont i det av och till sen jag var tonåring. Jag kommer att lägga ner mycket medveten tid på att träna knät under vintern. Just nu känns det bra från fötter till rygg. Idag testade jag dessutom en ny träningsmetod som verkar intressant och lovande. Jag ska skriva om den i veckan.

Jag är dock medveten om att jag är en skör apa och vilken dag som helst kan jag ta mitt sista löpsteg. Det kan räcka med ett enda snedsteg. Jag springer så länge jag kan och jag springer för att jag kan.