Люди ходят на двух ногах уже миллионы лет, но точный механизм, позволивший нам встать вертикально, оставался загадкой. Теперь исследователи выяснили, какие изменения в человеческом тазу сделали это возможным. Работа опубликована в журнале Nature 27 августа.
Ученые из Гарвардского университета и Института эволюционной антропологии Макса Планка сравнили развитие таза человека с тазом других млекопитающих, включая шимпанзе, гиббонов и мышей. Для анализа использовались музейные коллекции эмбрионов, сохраненные более века назад, а также современные методы гистологии и генетики.
Главное открытие — два ключевых шага в развитии костей таза, которые происходят еще в эмбриональном возрасте и отличают нас от других приматов.
Первый шаг начинается примерно на седьмой неделе беременности. У всех приматов таз развивается из хрящевой основы. Но у человека этот хрящ вращается на 90 градусов сразу после формирования. В результате таз становится коротким и широким — именно такая форма подходит для прямохождения.
Второй шаг происходит позже, примерно на 24-й неделе. Обычно у приматов хрящ быстро заменяется костной тканью. У человека этот процесс задерживается, часть хрящевых клеток дольше сохраняет форму, а затем превращается в кость. Такая «отсрочка» позволяет сформировать устойчивый таз, поддерживающий походку на двух ногах.
Ученые также выявили пять генов, которые управляют этими изменениями. Они отвечают за рост хряща и образование костей, фактически закладывая основу прямоходящей походки еще до рождения.
«Все, от основания нашего черепа до кончиков пальцев ног, было изменено у современных людей, чтобы облегчить бипедализм. Это исследование крайне важно, так как оно помогает понять не только развитие современных людей, но и эволюцию древних гомининов, включая денисовцев», — говорит палеоантрополог Трейси Кивелл из Института Макса Планка.
Анализ показал, что именно комбинация генетических и анатомических факторов сделала человеческий таз уникальным. По сути, эти изменения обеспечили баланс между двумя важнейшими задачами эволюции: возможностью ходить прямо и способностью рожать детей с крупным мозгом.
«Человеческий таз резко отличается от того, что вы видите у шимпанзе и горилл, поэтому мы хотели захотели понять, что там происходит», — подчеркивает соавтор исследования, генетик Теренс Капеллини из Гарварда«Это раскрывает механизмы, которые допускают изменения в форме костей, о которых мы никогда ничего не знали раньше. Открытие поможет изучить влияние генов на формирование всего скелета человека», — говорит Дэниел Шмитт, антрополог из Университета Дьюка.
Новое исследование впервые связывает развитие человеческого таза, его генетику и анатомию в единую картину и показывает, что именно в эмбриональном периоде закладываются уникальные черты, позволившие нашим предкам стать прямоходящими.
Палеонтологи нашли самые древние следы выхода позвоночных на сушу
Реконструкция мышц австралопитека показала, как ходила «Люси»
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram