Starověcí lidé se vyvinuli, aby chodili po dvou nohách ve dvou krocích

Chůze po dvou nohách je jediná nejvýraznější vlastnost, která odděluje lidi od ostatních primátů. Na rozdíl od lidoopů je naše pánev krátká, široká a ve tvaru mísy, a proto stabilní pro chůzi ve vzpřímené poloze a podporuje vnitřní orgány a držení prostoru pro dodávání kojenců s velkými hlavami. Vědci věděli více než století, že bipedalismus postavil naše předky na jedinečnou evoluční cestu. Přesto vývojové původy této transformace byly záhadou.

Tradiční vysvětlení, která se zaměřila na fosilní anatomii a biomechaniku, nemohla odhalit molekulární a vývojové procesy při práci. Navíc, na rozdíl od jiných kosterních rysů, ilium, což je široká horní kost pánve, nevykazuje žádné zjevné protějšky u primátů, které by mohly odhalit známky postupné, evoluční postupné změny. Vědci z Německa, Irska, Velké Británie a USA se tak snažili odhalit skryté kroky v embryonálním vývoji, který formoval pánev do své lidské podoby. Jejich zjištění byla zveřejněna v Příroda 28. srpna.

Tým zkoumal lidské embryonální pánev v kritických týdnech vývoje pomocí histologie k mapování chrupavkových zón a mikro-CT skenování pro sledování tvorby kostí. Porovnali je s embryími myší a šimpanzů a gibbonů držených ve sbírkách muzea. Na molekulární úrovni použili jednobuněčnou buňku Multi-omics a prostorová transkriptomika do katalogu, která geny a dráhy byly aktivní v různých typech buněk.

Studie odhalila dvě hlavní inovace. Za prvé, namísto protažení svisle jako u lidoopů a myší se růstová deska iliakální chrupavky vodorovně rozšířila, což činí pánev širší a kratší. Za druhé, nástup tvorby kostí u lidí začal později, na zadní okraj ilia, a rozprostřel se směrem ven podél povrchu spíše než dovnitř dovnitř chrupavkou. Toto neobvyklé načasování a umístění umožnilo pánvi, aby se neustále rozšiřovala na šířku před kalením do kosti. Tyto posuny byly vázány na síť vývojových regulátorů, které byly zase tvarovány změnami v lidské DNA.

Tato zjištění naznačují, že bipedalismus vznikl dvoustupňovým přeprogramováním vývoje pánve: přesměrováním růstu chrupavky a zpožděním tvorby kostí získala lidská embrya pánev schopná podporovat vzpřímenou chůzi a přizpůsobení porodu. Pochopení těchto cest může osvětlit původ malformace pánve pozorované u kosterních poruch. Z důvodu evoluce autoři uvedli, že tato práce může také objasnit, proč jako fosilní homininy jako Australopithecus Již už měly krátké, široké pelves před miliony let.