Bagaimana kehidupan modern mengubah bentuk tulang kerangka manusia

Tulang kita berubah dengan cara yang tidak diduga. Banyaknya waktu yang kita habiskan di media sosial dapat mempengaruhi bentuk tengkorak kita.

Semuanya berawal dari seekor kambing. Hewan malang itu lahir di Belanda pada musim semi 1939 - dan prospek hidupnya tidak terlihat bagus.

Pada sisi kiri tubuhnya, hanya ada deretan bulu yang menandai tempat di mana seharusnya kaki depannya berada. Pada sebelah kanan, kaki depannya cacat, lebih seperti tunggul dengan kuku. Kemampuannya berjalan dengan empat kaki akan menjadi, katakanlah, bermasalah.

Tetapi ketika dia berusia tiga bulan, kambing kecil itu diadopsi oleh sebuah lembaga kedokteran hewan dan dipindahkan ke ladang berumput. Di sana ia dengan cepat menemukan gaya uniknya sendiri untuk berjalan berkeliling.

Sambil mendorong kaki belakangnya ke depan, dia akan menarik diri sampai dia berdiri setengah tegak di kaki belakangnya, dan melompat. Hasilnya mirip perpaduan antara lompatan seekor kangguru dan kelinci, meskipun mungkin tidak seanggun yang dibayangkan.

Sayangnya kambing malang itu mengalami kecelakaan pada umur satu tahun, dan dia mati. Tapi, ada satu kejutan terakhir yang ditemukan di balik tulang kerangkanya.

Selama berabad-abad, para ilmuwan berpikir bahwa tulang kita adalah sesuatu yang tak dapat berubah-bahwa mereka tumbuh dengan cara yang dapat diprediksi, sesuai dengan bentuk yang diwarisi dari orang tua kita.

Tetapi ketika seorang ahli anatomi Belanda menyelidiki kerangka kambing Belanda malang tadi, didapati bahwa ternyata tulang kerangka kambing itu sudah mulai beradaptasi.

Tulang di pinggul dan kakinya lebih tebal dari yang diduga, sementara tulang di pergelangan kakinya telah merenggang.

Dan terakhir, jari kaki dan pinggulnya miring secara tidak normal, untuk mengakomodasi postur yang lebih tegak. Kerangka kambing ini sudah mulai terlihat sangat mirip dengan spesies hewan lain yang bergerak dengan cara melompat.

Sekarang ini sudah menjadi fakta umum bahwa kerangka kita ternyata dapat dibentuk dan dilatih.

Tulang warna putih yang biasanya dipajang di museum mungkin tampak kokoh dan kaku, tetapi sebenarnya tulang-tulang yang dibalut daging ini ternyata hidup. Tulang sebenarnya berwarna merah muda dengan pembuluh darah, dan terus-menerus dipecah dan dibangun kembali.

Jadi, meskipun kerangka setiap orang berkembang sesuai dengan pola kasar yang ditetapkan dalam DNA mereka, kerangka itu sebenarnya dirancang untuk mengakomodasi tekanan-tekanan unik yang didapat sepanjang kehidupan mereka.

Hal ini juga yang memunculkan disiplin ilmu baru yang dikenal dengan nama "osteobiografi" - secara harfiah berarti "biografi tulang" - yang di antaranya melibatkan keahlian melihat kerangka untuk mengetahui bagaimana pemiliknya hidup.

Hal ini bergantung pada fakta bahwa kegiatan tertentu, seperti berjalan dengan dua kaki, meninggalkan tanda yang dapat diprediksi, seperti tulang pinggul yang lebih kuat.

Dan dari penemuan adanya pertumbuhan bagian runcing yang aneh di bagian belakang tengkorak banyak orang hingga temuan bahwa rahang kita semakin mengecil, hingga temuan penuh teka-teki bahwa anak muda Jerman saat ini memiliki siku yang lebih sempit daripada sebelumnya, jelas bahwa kehidupan modern memiliki dampak untuk tulang kita.

Salah satu contoh bagaimana osteobiografi bekerja adalah misteri "orang kuat" di Guam dan Kepulauan Mariana.

Dimulai dengan penemuan kerangka laki-laki di pulau Tinian, yang terletak 1.660 mil (2.560 km) sebelah timur Filipina di Samudra Pasifik, pada tahun 1924.

Sisa-sisa jasad itu diperkirakan berasal dari abad ke-16 atau ke-17, dan mereka dipastikan bertubuh raksasa. Tengkorak, tulang lengan, tulang selangka, dan tulang-tulang kaki laki-laki itu menunjukkan bahwa ia sangat kuat dan luar biasa tinggi.

Temuan ini cocok dengan legenda lokal tentang penguasa kuno yang sangat besar, yang mampu melakukan pekerjaan fisik yang benar-benar heroik.

Para arkeolog memanggilnya Taotao Tagga, yang berarti "pria Tagga". Nama ini diambil dari mitologi lama tentang kepala suku pulau Taga, yang terkenal karena kekuatannya yang seperti manusiasuper.

Ketika kuburan lain ditemukan, menjadi jelas bahwa kerangka pertama bukanlah anomali; bahkan juga fiksi, Tinian dan pulau-pulau di sekitarnya telah menjadi rumah bagi ras para pria luar biasa berotot ini. Tapi dari mana mereka mendapatkan kekuatan mereka?

Dan ternyata, jawabannya terletak dekat dengan tempat sisa-sisa jasad para pria kuat itu ditemukan. Dalam kasus Taga, ia dimakamkan di antara 12 pilar batu berukir yang mengesankan, yang awalnya merupakan penopang rumahnya.

Sementara itu, pemeriksaan lebih dekat pada tulang-tulangnya dan yang lainnya telah mengungkapkan bahwa mereka memiliki fitur yang mirip dengan yang berasal dari Kepulauan Tonga di Pasifik Selatan, di mana orang-orangnya melakukan banyak pekerjaan yang berhubungan dengan batu-batu besar termasuk untuk membangun tempat tinggal.

Rumah terbesar di pulau itu memiliki pilar yang tingginya 16 kaki (5 meter) dan beratnya masing-masing hampir 13 ton, kira-kira sama beratnya dengan dua gajah Afrika dewasa.

Mereka ini ternyata bukan ras misterius raksasa berotot; mereka hanyalah para lelaki yang menjadi sangat kuat karena kerja keras semata.

Jika, di masa depan, teknik yang sama digunakan untuk mempelajari bagaimana orang hidup pada tahun 2019, para ilmuwan akan menemukan perubahan karakteristik dalam kerangka kita yang mencerminkan gaya hidup modern kita.

"Saya telah menjadi dokter selama 20 tahun, dan dalam dekade terakhir, semakin sering saya menemukan jenis pertumbuhan ini pada tengkorak pasien," kata David Shahar, seorang ilmuwan kesehatan di University of The Sunshine Coast, Australia.

Bentuk seperti tonjolan runcing, yang juga dikenal sebagai "tonjolan oksipital eksternal" ditemukan di bagian bawah tengkorak, tepat di atas leher. Jika Anda memilikinya, kemungkinan Anda akan dapat merasakannya dengan jari Anda - atau jika Anda botak, itu bahkan dapat terlihat dari belakang.

Sampai baru-baru ini, jenis pertumbuhan tulang ini dianggap sangat langka. Pada tahun 1885, ketika tonjolan runcing ini pertama kali diselidiki, ilmuwan terkenal Prancis Paul Broca mengeluh bahwa ia bahkan belum memiliki nama sama sekali.

"Dia tidak menyukainya karena dia telah mempelajari begitu banyak spesimen, dan dia tidak benar-benar melihat ada yang memilikinya."

Merasa ada suatu fenomena yang terjadi, Shahar memutuskan untuk menyelidikinya. Bersama rekannya, ia menganalisis lebih dari seribu hasil X-ray tengkorak dari orang-orang yang berusia antara 18 hingga 86 tahun. Mereka mengukur tonjolan tersebut dan mencatat seperti apa postur masing-masing peserta.

Apa yang para ilmuwan ini temukan sangat mengejutkan. Tonjolan runcing ini jauh lebih umum daripada yang mereka bayangkan, dan juga jauh lebih umum pada kelompok usia termuda: satu dari empat orang berusia 18-30 memiliki pembesaran ini.

Mengapa hal tersebut bisa terjadi? Dan haruskah kita khawatir?

Shahar berpikir semakin banyaknya pemilik tonjolan di kerangka ini adalah akibat teknologi modern, terutama obsesi terbaru kita pada smartphone dan tablet.

Saat kita membungkuk di atas perangkat ini kita menjulurkan leher kita dan mengangkat kepala kita ke depan. Ini bermasalah, karena kepala rata-rata beratnya sekitar 10 pon (4,5 kg) - kira-kira sama beratnya dengan sebuah semangka besar.

Leher SMS

Saat kita duduk tegak, kepala seimbang di atas tulang punggung kita. Tetapi ketika kita condong ke depan untuk melihat posting anjing-anjing terkenal di media sosial, leher kita harus tegang untuk menahannya.

Dokter menyebut rasa sakit ini dapat menyebabkan "leher SMS". Shahar berpikir rasa sakit ini terbentuk karena postur membungkuk menciptakan tekanan ekstra pada tempat di mana otot leher menempel pada tengkorak - dan tubuh merespon dengan meletakkan lapisan tulang baru. Ini membantu tengkorak untuk mengatasi tekanan ekstra, dengan menyebarkan berat di area yang lebih luas.

Tentu saja, postur tubuh yang buruk tidak hanya ditemukan di abad ke-21. Orang selalu menemukan alasan untuk membungkukkan badan. Jadi mengapa kita tidak mendapatkan tonjolan tengkorak dari membaca buku, misalnya? Satu kemungkinan adalah karena banyaknya waktu yang kita habiskan saat ini di ponsel kita, versus berapa lama seseorang sebelumnya menghabiskan waktu untuk membaca.

Sebagai contoh, bahkan pada tahun 1973, jauh sebelum kebanyakan gangguan perangkat genggam modern ditemukan, rata-rata orang Amerika membaca sekitar dua jam setiap hari. Sebaliknya, saat ini orang menghabiskan waktu hampir dua kali lipatnya dengan ponsel mereka.

Memang, bagi Shahar, kejutan terbesar adalah ukuran tonjolan itu. Sebelum penelitiannya, penelitian terakhir dilakukan di laboratorium osteologi di India, pada tahun 2012. Itu adalah laboratorium yang sepenuhnya berspesialisasi pada tulang - seperti yang dapat Anda bayangkan, mereka memiliki cukup banyak tengkorak, tetapi dokter di sana hanya menemukan satu dengan tonjolan.

Ukurannya juga hanya 8 mm, sangat kecil, bahkan tidak dapat dimasukkan dalam hasil penelitian Shahar. "Dan dokter itu pikir itu cukup signifikan untuk dijadikan bahan tulisan bagi seluruh paper!" katanya. Dalam studinya sendiri, tonjolan paling besar memiliki panjang 30mm.

Menariknya, orang-orang kuat dari pulau-pulau Mariana juga cenderung memiliki tonjolan pada tengkorak mereka. Mereka diperkirakan telah muncul karena alasan yang sama - untuk mendukung leher dan otot bahu mereka yang kuat. Para lelaki itu mungkin membawa beban berat dengan cara menggantungnya menggunakan tongkat di bahu mereka.

Shahar mengatakan bahwa kemungkinan tonjolan tulang pada manusia modern ini tidak akan pernah menghilang.

Mereka akan terus menjadi lebih besar dan lebih besar - "Bayangkan jika Anda memiliki stalaktit dan stalagmit, jika tidak ada yang mengganggu mereka, mereka hanya akan terus tumbuh" tetapi jarang bagi mereka untuk menyebabkan masalah. Jika ada masalah, itu mungkin disebabkan oleh hal lain yang juga harus dibuat oleh tubuh untuk semua kebiasaan membungkuk kita.

Di sisi lain bumi, di Jerman, para ilmuwan juga telah menemukan perkembangan aneh lain: siku kita menyusut. Christiane Scheffler, seorang antropolog dari Universitas Potsdam, sedang mempelajari data pengukuran tubuh dari anak-anak sekolah ketika dia memperhatikan tren itu.

Untuk melihat dengan tepat seberapa banyak kerangka mereka telah berubah dari waktu ke waktu, Scheffler melakukan penelitian tentang seberapa kuat, atau "bertulang besar", anak-anak berusia antara tahun 1999 dan 2009.

Ini melibatkan penghitungan "indeks kerangka" mereka, yang merupakan perbandingan tinggi badan seseorang dengan lebar siku mereka. Kemudian dia membandingkan hasilnya dengan hasil dari penelitian identik yang 10 tahun lebih tua. Dia menemukan bahwa kerangka anak-anak menjadi semakin rapuh setiap tahun.

"Jadi kami memikirkan hal itu, apa alasannya," kata Scheffler. Gagasan pertamanya adalah bahwa itu mungkin bersifat genetik, tetapi sulit untuk melihat bagaimana DNA suatu populasi dapat berubah sebanyak itu hanya dalam 10 tahun.

Yang kedua adalah bahwa mungkin anak-anak menderita gizi buruk, tetapi ini seharusnya tidak benar-benar menjadi masalah di Jerman. Yang ketiga adalah bahwa pemuda hari ini adalah generasi dari "couch potato" alias pemalas yang hobi tidur-tiduran di sofa.

Untuk memastikannya, Scheffler melakukan penelitian baru bersama dengan beberapa rekannya di mana dia juga meminta anak-anak untuk mengisi kuesioner tentang kebiasaan sehari-hari mereka, dan memakai penghitung langkah selama seminggu. Tim menemukan hubungan yang kuat antara seberapa kuat kerangka anak-anak itu dan jumlah berjalan yang mereka lakukan.

Sudah diketahui bahwa setiap kali kita menggunakan otot kita, kita membantu meningkatkan massa tulang yang mendukungnya. "Jika Anda menggunakannya lagi dan lagi, mereka membangun lebih banyak jaringan tulang, yang diukur sebagai kepadatan yang lebih tinggi dan ketebalan tulang yang lebih besar," kata Scheffler.

Menyusutnya kerangka anak-anak nampaknya merupakan hasil adaptasi langsung terhadap kehidupan modern, karena tidak masuk akal untuk menumbuhkan tulang yang tidak Anda butuhkan.

Tetapi ada satu kejutan yang muncul dari data hasil penelitian ini: berjalan adalah satu-satunya jenis olahraga yang tampaknya memiliki dampak. Scheffler berpikir ini karena bahkan penggemar olahraga yang paling bersemangat pun sebenarnya hanya mencurahkan sedikit waktu untuk berlatih. "Tidak membantu jika ibumu membawamu ke dalam mobil selama satu atau dua jam per minggu," katanya.

Dan meskipun tidak ada yang melihat apakah hasil datanya ini juga berlaku pada orang dewasa, kemungkinannya hal yang sama berlaku: tidak cukup hanya pergi ke gym beberapa kali seminggu tanpa juga berjalan jauh. "Karena evolusi kita memberi tahu bahwa kita dapat berjalan sejauh hampir 30 km (19 mil) per hari."

Kejutan terakhir yang tersembunyi di tulang kita mungkin telah terjadi selama ratusan tahun, tetapi kita baru saja menyadarinya. pada tahun 2011, Noreen von Cramon-Taubadel dari Universitas Negeri New York di Buffalo, sedang mempelajari tengkorak.

Sebagai seorang antropolog, dia ingin mengetahui apakah mungkin untuk mengetahui dari mana asalnya, hanya dengan melihat bentuknya.

Dalam usahanya mencari jawaban, Cramon-Taubadel telah menjelajahi koleksi museum dari seluruh dunia untuk membandingkan tengkorak, dan dengan susah payah mengukurnya.

Memang benar bahwa, secara keseluruhan, Anda dapat mengetahui secara kasar dari mana tengkorak itu berasal, dan siapa yang berhubungan darah dengan pemiliknya, hanya dari bentuknya. Tetapi ada satu bagian tengkorak di mana kesimpulan tersebut tidak bisa jadi tolak ukur: rahang.

Segera menjadi jelas bahwa alih-alih ditentukan oleh genetika, bentuk rahang sebagian besar dipengaruhi oleh apakah orang itu tumbuh dalam masyarakat pemburu-pengumpul, atau komunitas yang mengandalkan pertanian. Cramon-Taubadel berpikir itu semua tergantung pada seberapa banyak kita mengunyah saat kita tumbuh dewasa.

"Jika Anda berpikir tentang ortodontik, jelas alasan untuk melakukannya saat masih remaja adalah karena tulang mereka masih tumbuh," kata Cramon-Taubadel. "Tulang masih bisa ditempa pada usia itu dan mereka akan merespons berbagai tekanan."

Dalam masyarakat modern berbasis pertanian di mana makanannya lembut dan enak, kita bisa makan tanpa perlu mengunyahnya terlebih dahulu. Kurang mengunyah membuat otot-otot menjadi lebih lemah, yang berarti rahang kita tidak berkembang dengan kuat.

Gagasan lain adalah bahwa itu terkait dengan pola menyusui, karena usia di mana ibu menyapih anak-anak mereka sangat bervariasi, dan menentukan kapan mereka mulai mengunyah makanan yang lebih padat.

Tetapi tidak perlu meratapi rahang petani Anda yang lemah dulu. Cramon-Taubadel mengatakan dampak mengunyah pada wajah bagian bawah sebenarnya cukup halus untuk bisa dilihat dengan mata telanjang. Alih-alih, itu cenderung terlihat di gigi kita. "

Jadi masalah utamanya adalah bahwa terutama pada populasi pasca-industri, kita jauh lebih mungkin menderita masalah gigi seperti gigi bertumpuk, gigi bengkok, dll," katanya.

"Saat ini, apa yang ditunjukkan oleh penelitian ini adalah bahwa memiliki pola makan yang sedikit lebih sulit secara biomekanik, terutama pada anak-anak, mungkin berguna untuk menangkal beberapa ketidakseimbangan antara cara gigi kita tumbuh dan berkembang serta terbentuk".

Dan di sini ada perkembangan yang tak terduga. Hebatnya, sekarang tampaknya perubahan pada rahang dan gigi kita memiliki satu efek samping yang setidaknya menyenangkan - pada cara kita berbicara.

Sebuah studi baru-baru ini menemukan bahwa, ketika masyarakat menemukan sistem pertanian pada periode Neolitikum, kira-kira 12.000 tahun yang lalu, perubahan pada gigitan kita mungkin adalah penyebab yang memungkinkan kita untuk mengucapkan suara baru, seperti "f" dan "v".

Para peneliti memperkirakan bahwa ini mengubah bahasa yang diucapkan orang, dari yang hanya mengandung 3% dari suara-suara sulit ini menjadi 76% saat ini.

Daripada memiliki gigitan, seperti yang kita lakukan sekarang, di mana gigi seri atas (gigi depan atas) menutupi yang lebih rendah, sebelumnya orang dewasa akan memiliki gigitan di mana gigi atas dan bawah saling bertemu.

Untuk melambungkan rahang Anda kembali ke masa Neolitikum, coba dorong rahang bawah Anda hingga gigi atas dan bawah Anda bersentuhan, lalu cobalah mengucapkan "fish" atau "Venesia".

Jadi, apa yang akan disimpulkan oleh para arkeolog masa depan tentang kerangka kita, ketika mereka memeriksanya dari pesawat ruang angkasa mereka?

Jika kita tidak hati-hati, mereka akan mengungkapkan diet yang tidak sehat, tingkat ketidakaktifan yang keterlaluan, dan keterikatan yang tidak wajar dengan teknologi. Mungkin, untuk itu ada baiknya kita memilih untuk dikremasi.

Versi asli tulisan ini dalam bahasa Inggris bisa Anda baca di How modern life is transforming the human skeleton di laman BBC Future