Учені з'ясували, які гени допомогли людині стати на дві ноги

Вчені з Гарвардського університету виявили дві генетичні модифікації, які могли зіграти вирішальну роль у переході від пересування на чотирьох кінцівках до прямоходіння. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.

Обидві мутації торкнулися розвитку тазової кістки - клубової, тієї самої, яку можна відчути, якщо покласти руки на боки. Перша з них змінила напрямок росту цієї кістки, викликавши її поворот приблизно на 90 градусів. У результаті м'язи стали кріпитися по-новому: ззаду - вперед, а потім - з боків таза, що допомогло стабілізувати тіло у вертикальному положенні під час ходьби.

Друга мутація сповільнила процес окостеніння клубової кістки, даючи їй більше часу для зростання в ширину. Завдяки цьому таз став більш округлим і низьким, нагадуючи чашу - саме така форма характерна для сучасних людей і необхідна для стійкості під час прямоходіння.

"Ці зміни були критично важливими, - пояснює один з авторів дослідження, еволюційний біолог Терренс Капелліні. - Вони дозволили м'язам переміститися на бічну частину таза, забезпечивши баланс під час руху на двох ногах".

Команда Капелліні вивчила тазову тканину, що розвивається, у людей, мишей і шимпанзе. Поєднуючи мікроскопію з комп'ютерною томографією, вчені помітили: у людини хрящова тканина тазу росте переважно в горизонтальному напрямку, тоді як у інших приматів - вертикально. Також було встановлено, що в людини процес окостеніння запускається пізніше, дозволяючи кістці розширюватися.

Пізніше порівняння активності генів показало, що причина цих відмінностей - у регуляторних ділянках ДНК, які вмикають і вимикають певні гени. У людини гени, що відповідають за утворення хрящів, активувалися в нових ділянках тіла, а гени, що відповідають за формування кісток, включалися пізніше.

Оскільки у людини і приматів більшість генів однакові, вчені вважають, що такі зміни з'явилися вже після того, як рід Homo відокремився від лінії шимпанзе, тобто приблизно 6-7 мільйонів років тому.

"Це не просто поворот кістки, - коментує антрополог Керол Ворд, яка не брала участі в дослідженні. - Це абсолютно новий спосіб росту. Це показує, наскільки важливою була здатність стояти на одній нозі, адже без неї неможливо стійко ходити на двох".

Цікаво, що спочатку робота не була присвячена еволюції. Дослідження фінансувалося Національними інститутами охорони здоров'я США, щоб вивчити формування таза з метою розробки нових підходів до лікування захворювань тазостегнових суглобів.

За словами Капелліні, та ж сама адаптація, яка дала людині пряму ходу, могла збільшити ризик остеоартриту - через ширшу і нестабільнішу форму таза.

Крім того, розширення таза, на думку вчених, надалі могло зіграти роль у появі ширшого пологового каналу - що, своєю чергою, дало змогу народжуватися дітям із великим мозком, просуваючи еволюцію Homo sapiens уперед.