Cuộc sống hiện đại đang khiến bộ xương chúng ta thay đổi ra sao?

Theo thời gian, bộ xương người đang thay đổi qua những cách đáng ngạc nhiên.

Tất cả bắt đầu với câu chuyện một chú dê không may mắn ở Hà Lan mùa xuân năm 1939. Tình trạng chú không tốt lắm, bên trái cơ thể là mảng lông trần đáng lẽ nằm ở chân trước. Bên phải, chân trước bị biến dạng, giống như gốc cây gắn thêm bộ móng guốc.

Đi đứng trên bốn chân thật sự là vấn đề với chú.

Ba tháng tuổi, chú dê tàn tật được một viện thú y nhận nuôi và chuyển đến cánh đồng cỏ. Ở đó, khao khát chạy nhảy đã giúp chú dê nhanh chóng phát triển cách di chuyển độc nhất của mình: Đứng thẳng nửa người trên hai chân sau và nhảy. Chú trông giống một con kangaroo lai thỏ rừng.

Đáng tiếc, chú dê gặp tai nạn ngay sau sinh nhật đầu tiên và qua đời. Bên trong bộ xương chú, giới khoa học phát hiện điều khiến tất cả thời bấy giờ phải sửng sốt.

Xương không “cứng” như chúng ta nghĩ

Trong nhiều thế kỷ, các nhà nghiên cứu nghĩ rằng xương, kể cả của con người đã được cố định. Chúng phát triển theo cách có thể dự đoán được qua cấu trúc di truyền từ cha mẹ.

Nhưng khi một nhà giải phẫu học người Hà Lan khám nghiệm bộ xương chú dê, ông thấy rằng nó bắt đầu thích nghi với môi trường. Xương hông và chân dày hơn, trong khi xương mắt cá chân bị kéo dài ra. Ngón chân và hông bị nhô ra, phù hợp với tư thế thẳng đứng. Khung xương cũng bắt đầu trông giống những loài động vật di chuyển bằng cách nhảy cóc.

Dù khung xương mỗi người phát triển theo thông tin đặt sẵn trong DNA, nó cũng được điều chỉnh phù hợp với những sinh hoạt hàng ngày của chúng ta.

Ngày nay, chúng ta biết bộ xương con người dễ uốn nắn. Hóa thạch trưng bày trong các bảo tàng trông có vẻ cứng và trơ, nhưng xương bên trong cơ thể chúng ta thì tràn đầy sức sống với màu hồng và mạch máu bao quanh, liên tục phá vỡ và phục hồi. Vì vậy, dù khung xương mỗi người phát triển theo thông tin đặt sẵn trong DNA, nó cũng được điều chỉnh phù hợp với những sinh hoạt hàng ngày của chúng ta.

Dù khung xương phát triển theo thông tin đặt sẵn trong DNA, nó cũng được điều chỉnh phù hợp với những sinh hoạt hàng ngày. Ảnh: BBC.

Điều này dẫn đến sự ra đời của ngành học gọi là “tiểu sử bộ xương” (osteobiography) – ghi lại quá trình thay đổi của xương, nhìn vào bộ xương một người để tìm hiểu cách người đó đã sống. Ví dụ, người tiền sử chắc chắn đi bằng hai chân bởi xương hông của họ đã khá chắc chắn.

Một ví dụ thú vị cho osteobiography chính là bí ẩn về “Người đàn ông trên đảo Tinian”. Đó là bộ xương khổng lồ được phát hiện vào năm 1924 trên đảo Tinian, cách 2.560km về phía đông Philippines ở Thái Bình Dương. Bộ hài cốt có niên đại từ thế kỷ 16 hoặc 17, trong tình trạng rất tốt. Xương sọ, xương cánh tay, xương đòn và xương chân cho thấy anh ta rất khỏe và có chiều cao bất thường.

Nghiên cứu cuối cùng cho thấy thực sự có người khổng lồ cổ xưa cai trị nơi đây, một người có thể vượt qua giới hạn vật lý của cơ thể. Các nhà khảo cổ gọi anh ta là Taotao Tagga – “người đàn ông của Tagga” – dựa trên truyền thuyết về tộc trưởng Taga, người sở hữu sức mạnh siêu phàm.

Taga được chôn cất giữa 12 cột đá được chạm khắc trông rất hùng vĩ, vốn ban đầu là ngôi nhà anh ta. Một cuộc kiểm tra kĩ lưỡng về xương của Taga và những người khổng lồ khác cho thấy chúng có những đặc điểm tương tự những bộ xương trên quần đảo Tonga ở Nam Thái Bình Dương, nơi cư dân trên đảo thường xuyên vận chuyển những tảng đá nặng trịch.

Taga được chôn cất giữa 12 cột đá được chạm khắc trông rất hùng vĩ, vốn ban đầu là ngôi nhà anh ta. Ảnh: BBC.

Ngôi nhà lớn nhất trên đảo có những cột cao 5m, nặng gần 13 tấn, tương đương hai con voi châu Phi trưởng thành. Không cần phải tập gym như người ngày nay, tộc trưởng Taga và những người đàn ông trên đảo đã tự vận chuyển những khối đá bằng chính sức người, qua nhiều thế hệ.

Nếu trong tương lai, kỹ thuật này được sử dụng để ghi lại cách chúng ta sống vào năm 2019, các nhà khoa học cũng sẽ tìm thấy những thay đổi đặc trưng trong bộ xương, phản ánh lối sống của con người ngày nay. Từ những gai nhọn phát triển phía sau xương sọ, bộ hàm ngày càng nhỏ đi đến trẻ em ở Đức có khuỷu tay nhỏ, tất cả là bằng chứng sống động cho thấy cuộc sống hiện đại đang tác động đến bộ xương chúng ta.

Bộ xương người hiện đại – bộ xương của công nghệ

“Tôi là bác sĩ lâm sàng trong suốt 20 năm qua. Chỉ trong một thập kỷ gần đây, tôi bắt đầu phát hiện bệnh nhân của mình có sự phát triển này trên hộp sọ”, David Shahar, nhà nghiên cứu sức khỏe tại Đại học The Sunshine Coast, Australia cho biết.

Đặc điểm mà Shahar nói đến giống như gai nhọn, nhô ra từ xương chẩm (là một xương sọ, phủ lên thùy chẩm của đại não), được tìm thấy ở phần dưới hộp sọ, ngay phía trên cổ. Nếu có nó, bạn có thể cảm nhận bằng ngón tay, ngay vị trí cột sống nối với đáy hộp sọ. Các nhà khoa học gọi đây là “gai nhô ngoài vùng chẩm” (external occipital protuberance).

Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1885, nhà khoa học nổi tiếng người Pháp Paul Broca thậm chí còn không biết nên gọi “cái đuôi” này là gì. Broca đã nghiên cứu rất nhiều mẫu đầu lâu trong cuộc đời, nhưng lần đầu thấy “cái đuôi” sau hộp sọ đã khiến ông thực sự bối rối.

Phần xương được gọi là “gai nhô ngoài vùng chẩm” (external occipital protuberance). Ảnh: Radiopaedia.

Riêng Shahar và nhóm của mình, họ quyết định dấn sâu vào nghiên cứu . Ông cùng với học viên phân tích hơn cả nghìn hình chụp X-ray hộp sọ những người từ 18-86 tuổi. Họ đo lại bất kỳ mẫu xương nhọn nào và ghi nhận tư thế mỗi người tham gia.

Những gì các nhà khoa học tìm thấy thật bất ngờ. Phần xương phát triển này phổ biến hơn so với dự đoán, đặc biệt nhiều trên những người trẻ. Cứ một trên bốn người độ tuổi 18-30 lại có mẫu xương này.

Shahar nghi ngờ nguyên nhân do ảnh hưởng từ công nghệ hiện đại, cụ thể là việc sử dụng smartphone và máy tính bảng. Khi gù lưng, ta kéo cổ về phía trước, kéo luôn cả đầu chúng ta vốn trung bình nặng khoảng 4,5 kg – tương đương quả dưa hấu lớn.

Khi ngồi thẳng, phần đầu nặng được cân bằng với cột sống. Nhưng khi chúng ta nghiêng về phía trước để xem video một chú chó trên mạng xã hội, cổ phải căng ra để giữ chúng đúng vị trí.

Bạn có thể cảm nhận bằng ngón tay, ngay vị trí cột sống nối với đáy hộp sọ. Các nhà khoa học gọi đây là “gai nhô ngoài vùng chẩm” (external occipital protuberance), xuất hiện do thói quen sử dụng công nghệ.

Các bác sĩ gọi đây là chứng text neck (đau cổ do thói quen sử dụng công nghệ). Shahar cho rằng tư thế sai tạo thêm áp lực lên cơ cổ, cơ thể chúng ta phản ứng lại bằng cách tạo ra phần xương mới. Nó giúp phần cơ cổ bám vào hộp sọ chịu được thêm áp lực.

Tất nhiên, tư thế sai không phải chỉ có ở thế kỷ 21. Thời đại nào cũng có chuyện buộc chúng ta phải gù lưng xuống. Vậy tại sao chúng ta không tìm thấy ghi chép về phần xương thêm này?

Một phần có thể do sự chênh lệch về thời gian cho từng thói quen ở mỗi thời đại. Ví dụ, vào những năm 1973, trước khi điện thoại cầm tay được phát minh, người Mỹ trung bình thường dành khoảng hai giờ mỗi ngày cho việc đọc. Trong khi ngày nay, họ dành gần gấp đôi thời gian đó để sử dụng smartphone.

Thật vậy, Shahar khá ngạc nhiên về kích cỡ những chiếc gai này. Trước đây, nghiên cứu gần nhất về vấn đề này được thực hiện tại một phòng thí nghiệm xương khớp ở Ấn Độ vào năm 2012.

Ngày nay, người Mỹ dành gần gấp đôi thời gian so với việc đọc sách những năm 1973 để sử dụng smartphone. Ảnh: BBC.

Đó là phòng thí nghiệm chuyên về xương và họ có khá nhiều hộp sọ, nhưng bác sĩ ở đó chỉ tìm thấy một người có phần xương phát triển này. Nó vào khoảng 8mm, rất nhỏ, thậm chí còn không được Shahar đưa vào kết quả nghiên cứu. Còn vào 2019, chiếc xương đáng kể nhất có thể dài đến 30 mm.

Thú vị là những người đàn ông ở quần đảo Mariana cũng sở hữu phần sọ có xu hướng phát triển thêm. Chúng được cho là đã phát triển lý do gần tương tự: Hỗ trợ cơ cổ và cơ vai để họ vác những vật nặng.

Shahar cho rằng những chiếc gai này sẽ không bao giờ biến mất. Chúng sẽ tiếp tục lớn và dài hơn. “Hãy tưởng tượng sự hình thành của thạch nhũ. Nếu không có ai can thiệp, chúng sẽ tiếp tục phát triển”. Giả sử chúng biến mất, có thể xuất hiện sự bù đắp khác do cơ thể ta tạo ra.

Xương của thế hệ cúi đầu

Tại Đức, các nhà khoa học phát hiện sự phát triển kì lạ khác: Khuỷu tay trẻ em đang co dần. Christiane Scheffler, nhà nhân chủng học từ Đại học Potsdam, phát hiện điều này khi nghiên cứu các số đo trên cơ thể lấy từ những đứa trẻ đang đi học.

Để xem chính xác cấu trúc xương đã thay đổi như thế nào theo thời gian, Scheffler thực hiện nghiên cứu về độ to xương trẻ em từ 1999-2009. Cô so chiều cao ứng với độ rộng khuỷu tay, so sánh kết quả với những đứa trẻ hơn 10 tuổi và người trưởng thành. Christiane phát hiện những bộ xương trẻ em ngày càng trở nên “mỏng” dần qua mỗi năm.

“Chúng tôi đã suy nghĩ rất nhiều, lý do có thể là gì?” Scheffler đặt câu hỏi. Ý tưởng đầu tiên có thể do di truyền, nhưng thật khó để thay đổi DNA người dân chỉ trong 10 năm. Thứ hai, ăn uống không đủ chất chắc chắn không phải vấn đề ở Đức. Thứ ba, đây là một thế hệ lười vận động.

Mỗi khi con người vận động, xương sẽ tăng thêm khối lượng để hỗ trợ. Ảnh: BBC.

Scheffler quyết định thực hiện một nghiên cứu mới. Cô yêu cầu những trẻ em tham gia điền bảng câu hỏi về thói quen hàng ngày và đeo máy đếm bước đi trong một tuần. Nhóm nghiên cứu tìm thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa độ to của xương với thời gian hoạt động chân tay của chúng.

Từ lâu, chúng ta đã biết mỗi khi vận động, xương sẽ tăng thêm khối lượng để hỗ trợ. “Nếu bạn sử dụng cơ bắp nhiều, chúng sẽ tạo ra nhiều mô xương, xương sẽ dày và đường kính xương lớn hơn”, Scheffler nói. Những bộ xương mảnh đi của trẻ em vốn là sự thích nghi với cuộc sống hiện đại. Sẽ không có ý nghĩa khi xương phát triển mà bạn không cần tới chúng.

Những bộ xương mảnh đi của trẻ em vốn là sự thích nghi với cuộc sống hiện đại. Sẽ không có ý nghĩa khi xương phát triển mà bạn không cần tới chúng.

Nhưng điều bất ngờ nhất nằm ở chỗ: Đi bộ là bài tập duy nhất tác động đến xương. “Các bài tập khác không có tác dụng”, Scheffler nhận định, bởi ngay cả những đứa trẻ hâm mộ thể thao cuồng nhiệt nhất cũng thực sự dành rất ít thời gian để tập luyện.

Điều này đồng nghĩa việc sẽ không có kết quả mấy nếu bạn tập gym vài lần trong tuần mà không đi bộ. “Quá trình tiến hóa dạy chúng ta phải đi bộ gần 30km mỗi ngày”, Scheffler nói.

Điều ngạc nhiên cuối cùng ẩn giấu trong xương chúng ta đã xảy ra hàng trăm năm, nhưng mới chỉ được chú ý gần đây. Năm 2011, Noreen von Cramon-Taubadel, một nhà nhân chủng học từ Đại học New York đang nghiên cứu về hộp sọ. Cô muốn tìm hiểu xem liệu có thể biết một người đến từ đâu chỉ bằng cách nhìn vào hình dạng của đầu lâu.

Trong hành trình tìm kiếm câu trả lời, Cramon-Taubadel lùng sục các bộ sưu tập từ bảo tàng khắp nơi trên thế giới để so sánh, đo đạc một cách tỉ mỉ. Kết quả cho thấy bạn thực sự có thể truy ra nguồn gốc của một người nhờ vào “cái đầu” của họ. Nhưng có một ngoại lệ không bị ảnh hưởng về mặt di truyền, đó là xương hàm.

Hình dạng của hàm chỉ cho thấy người đó lớn lên trong xã hội săn bắn hái lượm hay xã hội sống dựa vào nông nghiệp. Cramon-Taubadel cho rằng điều này dựa vào việc chúng ta nhai nhiều như nào khi lớn lên.

“Nó cho thấy các thủ thuật chỉnh nha nên thực hiện ở độ tuổi thanh thiếu niên vì xương của họ vẫn đang phát triển,” cô nói, “Xương dễ uốn ở độ tuổi đó và chúng sẽ chịu được những áp lực khác nhau”.

Khi nền văn minh nông nghiệp bắt đầu, thức ăn đã mềm và ngon miệng hơn, chúng ta có thể nhẹ nhàng thưởng thức bữa ăn mà không cần phải cắn xé như trước. Ít nhai làm cho cơ bắp yếu hơn, hàm chúng ta cũng không phát triển nữa.

“Ngoài ra, những thay đổi trong thời đại ngày nay làm chúng ta có khả năng mắc phải các vấn đề răng miệng như răng lẫy hoặc vẹo”, cô nói. Theo BBC, một nghiên cứu từng cho thấy rằng chế độ ăn kiêng phù hợp sẽ hữu ích trong việc phát triển răng miệng ở trẻ em.

Ít nhai làm cho cơ bắp yếu hơn, hàm chúng ta cũng không phát triển nữa. Ảnh: BBC.

Tuy nhiên, sự phát triển xương hàm thời hiện đại cũng có những mặt tích cực. Kể từ thời đồ đá 12.000 năm trước, thay đổi về việc nhai giúp con người phát âm được những âm mới như “F” và “V”. Trước đó, các âm này chỉ chiếm 3% trong ngôn ngữ, nhưng giờ nó đã có mặt trong 76% số từ.

Hầu hết con người ngày nay có hàm trên lồi ra một chút so với hàm dưới. Nhưng cách đây 12.000 năm, khi hai hàm con người cắn xuống còn trùng khớp với nhau (đỉnh răng cửa hai hàm chạm nhau), việc phát âm những từ có âm “V” và “F”, ví dụ như “phập phồng”, “vui vẻ” sẽ rất khó khăn.

Hãy tưởng tượng, nếu trong tương lai, một nhà khảo cổ học từ vũ trụ đáp xuống Trái Đất và tìm thấy bộ xương chúng ta, họ sẽ nghĩ gì? Ngay bây giờ, những người có chế độ ăn uống không lành mạnh, lười vận động, thói quen nghiện công nghệ, cách tốt nhất nên làm chính là hỏa táng tất cả, đừng để lại bằng chứng cho thấy một thế hệ từng “cúi đầu” nhiều như thế nào.