Биологи изучили, как эволюционировал человеческий таз, чтобы появилась способность к прямохождению. Они сравнили развитие таза у людей и других млекопитающих, включая человекообразных обезьян. Для этого ученые проанализировали образцы эмбрионов из музеев. Группа выявила два ключевых этапа формирования таза человека и обнаружила несколько генов, влияющих на рост костей и хрящей в этой области. Эти открытия помогают понять, как древние предки людей научились ходить прямо. Работа опубликована в журнале Nature.
Таз есть у всех позвоночных, но только у одного вида он используется для прямохождения на двух ногах. Эволюция человеческого таза и умения ходить прямо началась около 5 миллионов лет назад. Изменения в строении и расположении костей и хрящей позволили человеку удерживать тело вертикально и передвигаться на двух ногах. Кроме того, таз стал шире и приобрел чашеобразную форму, чтобы облегчить рождение детей с большой головой и развитым мозгом. Однако особенности этих изменений до сих пор остаются неизвестными.
Международная группа биологов-эволюционистов, антропологов и генетиков исследовала изменения человеческого таза, которые позволили нашим предкам перейти к прямохождению. Для этого они проанализировали образцы эмбрионов разных млекопитающих — людей, мышей, гиббонов и шимпанзе. Эти образцы хранились в музеях, причем некоторые из них были собраны более ста лет назад.
Для детального исследования структуры костей и хрящей авторы работы использовали анатомические и гистологические методы. Кроме того, они изучили особенности генома в образцах подвздошной кости — части таза, которая поддерживает внутренние органы и отвечает за стабильность походки. Биологи обнаружили, что у человека подвздошная кость развивается по-особому.
В ходе эмбрионального развития человека сначала формируется вертикальный хрящ, похожий на тот, что есть у других приматов. Однако вскоре хрящ поворачивается на 90 градусов, из-за чего таз становится коротким и широким — это важно для прямохождения. Затем, примерно на 24-й неделе беременности, частично заменяются хрящевые клетки на костные. У людей этот процесс идет медленнее, чем у других приматов, что позволяет тазу сохранять форму, необходимую для вертикальной ходьбы.
Ученые также нашли ключевые гены, которые важны для развития таза у человека. Среди них важную роль играют гены SOX9, ZNF521, PTH1R, RUNX2 и FOXP1/2. Эти гены регулируют процесс преобразования хрящей в кости и контролируют развитие подвздошной кости. Благодаря этому таз человека приобрел форму, которая обеспечивает прямохождение и облегчает рождение детей с большой головой.
«Я был впечатлен тем, сколько работы они проделали: они действительно совершили нечто невероятное. Исследования открывает нам механизмы, которые позволяют изменять костную ткань, о которых мы раньше ничего не знали, и теперь мы можем рассматривать эти механизмы в контексте всего организма», — прокомментировал работу Дэниел Шмитт из Университета Дьюка в Дареме.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
