都是直立行走惹的祸

王凡

直立行走，是人与动物的重要区别之一，为了“站起来”，我们的祖先可以说是“不惜代价”，以致今天我们还不得不为此埋单——饱尝足痛膝伤之苦，忍受背痛的折磨，还要应付孕妇分娩时的险象环生。直立行走引发了许许多多解剖学上的改变。这一切身体建筑学上的变化，在化石记录中都清晰可见。人体的各个部位，比如颈椎、腰椎、心脏等都存在这样那样的不足，轻则给我们的生活带来许多不便，严重的甚至危害我们的健康直至生命。而且随着人类寿命的延长，我们对身体的要求越来越苛刻，这更给进化带来了挑战。

人类为何选择直立行走？

美国科学家最新研究显示，人类祖先放弃树居生活在陆地行走的时期始于320万年前。科学家在埃塞俄比亚地区发现的足部骨骼是一个完整的第四跖骨，这是连接脚趾至足底的最长一节骨骼。该骨骼化石属于南方古猿，1974年发现的著名“露西”骨骼就属于这一分支。考古学家表示，露西的足部骨骼具有足弓，这一特征仅存在于能够奔跑和长途行走的现代人类。足弓的形成奠定了现代人类的直立行走基础。

长期以来，科学家在解释人类为何会从四肢着地行走进化到两腿直立行走时，说法一直是众说纷纭、意见不一。一种观点认为，人类之所以最终进化成为两条腿走路的动物，主要是因为这种行走方式最为节省能量。人类用两条腿走路所需的能量是用四条腿走路所需能量的1/4。科学家们专门设计了一个实验，通过测量并对比4名成人和5个成年猩猩所耗的氧气和力量，结果发现两足行走的步法比四肢行走的步法要节省75%的能量。这有力地证明了，人类的直立行走更节省能量，因此所需的食物也就更加节省。另外，还有科学家声称，人类选择直立行走是因为趴着走太热。科学家们发现，数百万年前，在人类的起源地肯尼亚图尔卡纳盆地，日间的平均气温要远远高于现在。他们借用人类起源学的“热假说”定理，解释人类之所以选择直立行走是因为地表温度太过灼热。选择站起来走路是因为这样比四肢接触地面爬着行走更为凉爽，并且直立行走还可以减少身体被太阳光直射的面积。

人类分娩比动物要难得多

分娩对所有的妇女来说，都是一场严酷的考验，因为它意味着剧痛和风险。与人类相比，大部分灵长类动物对此却并不发愁——它们的胎儿在穿越产道时，可以说是畅通无阻。比如说，黑猩猩宝宝出生得飞快：从进入产道、穿越全程到离开妈妈的骨盆，直通通地一下子出来，而且出世时脸朝上，所以黑猩猩妈妈可以把它拉上前来，揽到自己怀里。那么，人类的产道为什么会曲折难行呢？

生儿育女对任何地方的女人都是一场严酷考验，这是由于女性的骨盆构造造成的。科学家的解释是，这都是为了兼顾直立行走的需要。妇女骨盆的结构既要使直立行走成为可能，又得让宝宝通过，它必须在两种需求之间取舍平衡。结果是，臀部变窄，女人骨盆变小，产道严重变窄，虽然还算管用，但只是勉强将就。而大脑的发达，使胎儿头部变大，使女人的生产成为生物中最难的事。婴儿出产道时是后脑勺贴着耻骨，脸和头的方向都和妈妈背道而驰。这就让做妈妈的很难伸手够到宝宝，在宝宝出世时给予引导而同时又不伤到宝宝的脊椎。这还使她无法清洁宝宝的呼吸道或解除宝宝颈间缠绕的脐带。这就是全世界各地的妇女在分娩生育期间都要寻求帮助的缘故。在100多年前，分娩是育龄妇女的首要死因。

颈腰椎间盘突出是人类的“专利”

直立行走虽然解放了双手，但为此达成的进化妥协，也带来了骨骼剧变的烦恼。直立行走与四足移动的生物力学如此天差地别，从颈部向下直到足部的骨骼不得不为之一变。颅骨和脊椎重新排列，使头部和躯干在臀部和足部以上保持一条垂直线。为了支撑身体的重量并缓冲直立移动的冲击力，四肢的关节和脊椎都变大了，足部也演化出足弓。人类的祖先在用四只脚走路的时候，是脊椎大，腰椎小。直立行走之后就恰恰相反，脊椎小，腰椎大。脊椎从原先的起拱顶作用，变成了今天充当承重的立柱了。这种脊椎从耗能的角度看，既经济又有效，维系着人体平衡、头部转动和双足移动，但却承受了过度的压迫，“让它吃了不少苦”。椎骨在受到长期挤压时，椎间盘就可能会突出，压迫脊椎神经，引起疼痛。除了人类，没有一种灵长类动物领教过这种背部不适。现在人们都用游泳方式来预防颈椎、脊椎以及整个背部的疼痛，游泳的状态，其实类似于回归到我们祖先用四肢行走的状态。

人类的膝盖饱受“直立之苦”

除了颈腰椎，人类的膝盖也饱受“直立之苦”。为了垂直站立，我们只好硬生生对膝关节、踝关节、足部施加空前的压力。在奔跑或快步走时，我们的下肢承担的压力可能接近体重的好几倍，膝关节、踝关节、足部也承受了更多的压力，这也正是人类饱尝足痛膝伤之苦的原因所在。膝关节也是人体最容易受伤的关节。在美国每年实施的外科手术中，膝关节手术占了百万次之多。其中股骨头坏死就是很重要的一项疾病，因为人类的直立行走，上半身的重量全部压在了髋关节上。

此外，骨盆构造还对下肢关节施加所谓“侧向压力”。由于骨盆宽度使然，我们的股骨不像黑猩猩和其他猿类那样直上直下，而是向内斜向膝关节。这个载重的倾角确保了膝关节处于身体的正下方，让我们站得更稳。但演化总是要付出代价的。这个特别的倾角意味着，膝盖上承受的压力随时会使它摇摇欲坠。因为女人的骨盆比男人的宽，她们的股骨倾斜得更厉害，所以跑得比较慢（多出来的角度使女人浪费了大概10%的能量），这也是女人的膝盖更容易受伤的原因。

直立行走是引起高血压的主要原因

医学家在大量研究观察基础上，发现四腿动物患高血压症十分罕见，他们由此提出一个新观点：直立行走就是引起高血压的最主要原因。这个新观点一提出，很快受到国际医学界的重视。专家们研究发现，人在躺卧状态时，心脏每分钟喷出的血量达5升左右；而在直立状态时，70%的血量位于心脏的下方，心脏喷血量降低到每分钟只有3升左右。为了弥补心脏喷血量下降引发的不足，神经和激素系统会促使血管收缩，迫使动脉系统血容量减少，从而使心脏喷血量和动脉血容量之间保持平衡，并使头部和其他器官能得到正常的供血，维持人的生命和活动。由此可见，在人的整个生命期间，正是直立姿态促使了动脉血管经常不断发生收缩来提高血压，以保证身体各部位的供血，久而久之，就容易产生高血压病。