E-mail | SIS | Moodle | Helpdesk | Knihovny | cuni.cz | CIS Více

česky | english Přihlášení



Jak nás zemědělství připravilo o pevné kosti?

Ústup kontinentálního zalednění, proměna stepi v zalesněnou krajinu, začátek zemědělského přetváření krajiny, vznik a růst sídel, nárůst složitosti společenských vztahů, vznik průmyslové výroby. To všechno a ještě mnohem více potkalo v průběhu posledních 30 000 let Evropany druhu Homo sapiens sapiens, kteří se v tomto období stali definitivními vládci kontinentu a pod svou vládou jej přetvořili k nepoznání. Jak na všechny tyto změny reagovalo lidské tělo a jaké poučení pro současnost z toho plyne?

 

Doc. Mgr. Vladimír Sládek, Ph.D. spolu se svým doktorským studentem Mgr.  Martinem Horou. Oba se podíleli na článku, publikovaném nedávno v  Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).  Foto: Petr Jan Juračka

 

Dějiny proměn životních strategií moderních lidí za posledních 30 tisíc let je možné rekonstruovat mnoha různými vědeckými přístupy. Prim hraje přirozeně archeologie a antropologie, stále silnější se však dostávají na scénu moderní vědecké přístupy přírodovědných disciplín. Kromě genetiky, s jejíž pomocí je možné rekonstruovat migraci jedinců a populací v historii, je možné využít i nejnovější zobrazovací techniky počítačové tomografie. Tým laboratoře antropologie kostní tkáně z katedry antropologie a genetiky člověka vedený doc. Mgr. Vladimírem Sládkem, Ph.D. se již více než 10 let podílí na vzniku obřího datového souboru, který shromažďuje informace o morfologii postkraniálního skeletu a zejména dlouhých kostí lidí obou pohlaví napříč časem i (evropským) prostorem. V současné době prochází tento soubor řadou analýz, které přinášejí často dosti překvapivé výsledky.

 

S Chrisem Ruffem  jsem se poprvé potkal již v roce 2001 na kongresu v Kansasu, kde jsem tehdy konzultoval výsledky svého výzkumu z postdoktorské stáže,” vzpomíná Vladimír Sládek. Tehdy jsem chtěl využít znaky na dlouhých kostech k tomu, abychom zjistili, zda byli eneolitici nomádi nebo naopak zemědělci, kteří jen nestavěli pevná obydlí.  Chris patřil k nejvýznamnějším badatelům biomechaniky, který byl navíc otevřený odborným diskuzím. Právě zde se zrodil nápad rozšířit data na celou Evropu, ” vzpomíná Vladimír Sládek. Od momentu svého založení soubor dat neustále rostl, až se zastavil na dnešním úctyhodném počtu 2800 jedinců. Na jeho vzniku se v průběhu podílela řada týmů nejen z Evropy, ale i ze Spojených států, na čemž měla významný podíl finanční podpora z prostředků americké National Science Foundation, které se projekt těšil v letech 2007 –2009 nebo projektu Grantové agentury České republiky v letech 2009 – 2011.

 

S částí dat paleolitu pak pomohli další kolegové specializující se na vývoj člověka v pleistocénu. Výsledkem je datový soubor, který pokrývá většinu území Evropy (s výjimkou Ruska) a celé období posledních 30 000 let. “Na našem souboru je důležité a zajímavé právě to, že pokrývá celé toto období. Holocén a paleolit tradičně zajímal různé skupiny vědců, které se příliš nepotkávaly, což se díky našemu souboru dat změnilo,“ pochvaluje si doc. Sládek.

 

K získávání dat o struktuře dlouhých kostí je často využívána i metoda výpočetní tomografie (CT).  Foto: Vladimír Sládek

 

K zaznamenávaným osteometrickým údajům patří především průřezy končetinami (pažní, stehenní a holenní kost). Pro získávání údajů o struktuře kostí byly využívány jak klasické osteometrické metody, tak moderní metody neinvazivní, především výpočetní tomografie (CT) a rentgen. “Mechanické vlastnosti kostí je možné modelovat prostřednictvím matematického modelu převzatého z mechaniky. Zjednodušeně řečeno, kost se chová v podstatě jako lešenářská trubka. Její struktura odráží míru zátěže, jíž je kost vystavena, což se projevuje především  v parametru, kterému říkáme pevnost  (“strenght”),” vysvětluje doc. Sládek.

 

Obří datový soubor vydává svá tajemství po jednotlivých krocích. “Chtěli bychom jej zafixovat především sepsáním jednotlivých studií a také prostřednictvím monografie, kterou připravujeme paralelně. Tato monografie je momentálně zhruba ze ⅔ hotová, obsahuje kapitoly jako je vývoj výšky a hmotnosti, asymetrie, vliv terénu, urbanizace a také několik článků popisujících inovace v metodologii,” shrnuje doc. Sládek.

 

A jaké výsledky jsou již známy? Vědce přirozeně nejvíce zajímá, jaké faktory stojí za tím, že se struktura kostí proměňuje. Jde o faktory vnější, jako je zátěž či kvalita stravy, nebo o faktory vnitřní, např. přímá dědivost znaku či odpověď tkáně na hormonální kontrolu? “Naše data poměrně jednoznačně ukazují, že struktura dlouhých kostí je plastický znak, jehož charakteristiky jsou modelovány především prostřednictvím jejich mechanického zatížení. Jde o typický lokalizovaný efekt, který se projevuje jen na těch místech, která jsou více zatěžována. Kdyby byla příčinou proměn struktury odpověď na hormonální regulaci, musela by se projevit na všech kostech stejně, což jsme nepozorovali,” vysvětluje doc. Sládek.

 

A jak tedy postkraniální kostra reagovala na změny lidské životní strategie v průběhu času? “Jisté je, že na konci paleolitu započíná trend, který je patrný na různých úrovních kostry. Ženy i muži reagovali poměrně rozdílně, k nivelizaci došlo až v průběhu neolitu,” popisuje doc. Sládek. Trend je patrný i na dlouhých kostech dolní končetiny, jejichž analýze se věnuje zatím poslední článek, který vyšel v Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

 

Mapka evropských lokalit zahrnutých do srovnávací studie. Obrázek: Vladimír Sládek

 

Ze zde prezentovaných analýz dlouhých kostí od doby před 30 000 do současnosti vychází dále najevo, že změny na kostře neměly ani tak charakter postupného poklesu od paleolitu až do současnosti, ale byly rozděleny do dvou fází. Nejdříve se relativně dramaticky změnila robusticity kostí mezi paleolitem a dobou železnou. Tyto změny byly pravděpodobně indukovány zásadní proměnou prostředí. Po ústupu  kvartérní megafauny se lidé museli postupně přeorientovat na lov menších zvířat, které předtím tvořily menší část jejich kořisti (např. králíci) a zároveň se stávali čím dál více závislí na domestikovaných plodinách a sedentaritě.

 

Druhá změna začíná od doby železné.“ Od doby železné se zdá, jako by se vliv sedentarity už zastavil a kostra přestala reagovat na další významné změny související třeba s nastupujícími velkými státními celky a civilizačními posuny ” vysvětluje doc. Sládek. “Právě tato informace představuje jisté překvapení. Očekávali jsme, že naopak posledních tisíc let bude z hlediska změn v robusticity kosti nejvýznamnějších a že dramatické změny v životní strategii s nástupem větších civilizačních celků se na lidské kostře projeví zásadnějším způsobem, než skutečně pozorujeme. Není tomu ale tak. To dává i jistou naději například i v prognóze rozvoje osteoporózy. Zdá se, že zátěž a pohyb, které kost vyžaduje k tomu, aby v ní nezapočal proces demineralizace je menší, než jsme dříve očekávali a kost si zachová svoje biomechanické vlastnosti i s relativně nižší mírou pohybu a zátěže,” shrnuje doc. Sládek.

 

Vzhledem k rozsáhlosti datového souboru můžeme v budoucnu čekat nejen další zajímavé výstupy, ale i vzrůst zájmu o antropologii holocénu. Můžeme mít radost, že na počátku tohoto trendu byli i vědci z naší fakulty.

 

                                                                                                                                                           Michal Andrle

 

Christopher B. Ruff, Brigitte Holt, Markku Niskanen, Vladimir Sladek, Margit Berner, Evan Garofalo, Heather M. Garvin, Martin Hora, Juho-Antti Junno, Eliska Schuplerova, Rosa Vilkama, and Erin Whittey.Gradual decline in mobility with the adoption of food production in EuropePNAS, May 18, 2015 DOI: 10.1073/pnas.1502932112

 

Úvodní obrázek: Hrdličkovo muzeum člověka

 


 

Publikováno: Pondělí 08.06.2015 14:20

Akce dokumentů

Kategorie: