Учёные выяснили, какие гены помогли человеку встать на две ноги

Учёные из Гарвардского университета выявили две генетические модификации, которые могли сыграть решающую роль в переходе от передвижения на четырёх конечностях к прямохождению. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Обе мутации затронули развитие тазовой кости — подвздошной, той самой, которую можно ощутить, если положить руки на бока. Первая из них изменила направление роста этой кости, вызвав её поворот примерно на 90 градусов. В результате мышцы стали крепиться по-новому: сзади — вперёд, а затем — по бокам таза, что помогло стабилизировать тело в вертикальном положении при ходьбе.

Вторая мутация замедлила процесс окостенения подвздошной кости, давая ей больше времени для роста в ширину. Благодаря этому таз стал более округлым и низким, напоминая чашу — именно такая форма характерна для современных людей и необходима для устойчивости при прямохождении.

«Эти изменения были критически важны, — объясняет один из авторов исследования, эволюционный биолог Терренс Капеллини. — Они позволили мышцам переместиться на боковую часть таза, обеспечив баланс при движении на двух ногах».

Команда Капеллини изучила развивающуюся тазовую ткань у людей, мышей и шимпанзе. Сочетая микроскопию с компьютерной томографией, учёные заметили: у человека хрящевая ткань таза растёт преимущественно в горизонтальном направлении, тогда как у других приматов — вертикально. Также было установлено, что у человека процесс окостенения запускается позже, позволяя кости расширяться.

Позднее сравнение активности генов показало, что причина этих отличий — в регуляторных участках ДНК, которые включают и выключают определённые гены. У человека гены, отвечающие за образование хрящей, активировались в новых участках тела, а гены, отвечающие за формирование костей, включались позже.

Поскольку у человека и приматов большинство генов одинаковы, учёные полагают, что такие изменения появились уже после того, как род Homo отделился от линии шимпанзе, то есть примерно 6–7 миллионов лет назад.

«Это не просто поворот кости, — комментирует антрополог Кэрол Уорд, не участвовавшая в исследовании. — Это совершенно новый способ роста. Это показывает, насколько важной была способность стоять на одной ноге, ведь без неё невозможно устойчиво ходить на двух».

Интересно, что изначально работа не была посвящена эволюции. Исследование финансировалось Национальными институтами здравоохранения США, чтобы изучить формирование таза с целью разработки новых подходов к лечению заболеваний тазобедренных суставов.

По словам Капеллини, та же самая адаптация, которая дала человеку прямую походку, могла увеличить риск остеоартрита — из-за более широкой и нестабильной формы таза.

Кроме того, расширение таза, по мнению учёных, в дальнейшем могло сыграть роль в появлении более широкого родового канала — что, в свою очередь, позволило рождаться детям с большим мозгом, продвигая эволюцию Homo sapiens вперёд.