Две промени в развитието на костите са позволили на хората да стоят на два крака

Необичайно късият и широк таз помага на хората да стоят и да ходят на два крака, но как се е стигнало дотук?

Ваня Милева Последна промяна на 28 август 2025 в 21:51 145 0

Еволюцията на човека - винтидж илюстрация на представата на основните моменти от човешката онтогенеза и филогенеза

Кредит : PICRYL, Public Domain
Учените отдавна подозират, че човешкото ходене на два крака е възможно благодарение на уникалната форма на таза. Сега те разкриха механистичните и генетични основи на тази еволюционна новост. (Еволюцията на човека - винтидж илюстрация на представата на основните моменти от човешката онтогенеза и филогенеза)

Хората са единствените примати, които ходят на два крака. Учените смятат, че техният уникално оформен таз, костите, които свързват гръбначния стълб с краката, правят това възможно. Не бяха известни обаче какви генетични промени стимулират ходенето на два крака, но досега.

"Еволюцията на иновацията – преходът от перки към крайници или развитието на крила на прилеп от пръсти – често включва огромни промени в начина, по който протича растежът и развитието", отбелязва в изявление Терънс Капелини (Terence Capellini), еволюционен генетик в Харвардския университет . "Тук виждаме, че хората правят същото, но за таза си."

Екипът на Капелини наскоро открива генетичните основи за бипедализма (или ходене на два крака), изучавайки как илиумът, най-голямата кост в таза, се формира при хора и други примати по време на ембрионалното развитие. Използвайки хистологични и секвениращи подходи, екипът идентифицира две ключови промени, които допринасят за характерното скъсяване и разширяване на човешкия илиум: перпендикулярно изместване в ориентацията на растежа на хрущяла и забавяне на осификацията, процесът, чрез който хрущялът се втвърдява в кост. Те също така откриват няколко гена, кодиращи транскрипционни фактори, които вероятно регулират тези процеси.

Откритията са публикувани в Nature.

Изображение на човешкия таз на фон, изпълнен с букви от генетичния код, показващо как изследователите наскоро откриха генетичните основи на еволюцията на човешкия таз към движението на двата крака. Кръгове, подобни на часовник, обграждат таза: единият е обозначен с ъгли, представляващи промяната в ориентацията на растежа на хрущяла; друг е обозначен с брой седмици, представляващи забавянето на осификацията. Учените наскоро откриват, че илиумът, най-голямата кост в таза, расте в различна ориентация и се втвърдява по-бавно при двуногите хора, отколкото при четириногите примати. Тези промени правят човешкия илиум необичайно къс и широк, което позволява на хората да стоят и да ходят на два крака. Кредит: Behnoush Hajian

Повечето кости – с малки изключения, като например черепната – се образуват от недиференцирани хрущялни клетки. Те по-късно се диференцират, след което се втвърдяват, за да се превърнат в кости.

Първо, екипът на Капелини изследва образуването на хрущял в илиума по време на ранното ембрионално развитие. Изследователите са получили човешки ембриони, дарени от аборти на бременност през първия триместър, както и проби от мишки и други примати. След това те анализирали срезове от развиващата се тъкан на илиума под микроскоп.

В началото недиференцираните човешки хрущялни клетки са покривали надлъжната (от главата до петите) ос, точно както при мишките и другите примати. Но около 53-ия гестационен ден оста на растеж на човешките хрущялни клетки се е изместила перпендикулярно, правейки таза едновременно по-къс и по-широк.

"Очаквах поетапно скъсяване [на таза] и последващо разширяване. Но хистологията разкри, че всъщност се е обърнал на 90 градуса – правейки го едновременно къс и широк", каза Капелини.

Използвайки транскриптомика (методи за изучаване на транскриптома. т. е. всички РНК-транскрипти в организма) на единични клетки и пространствена транскриптомика, изследователите откриват, че диференцираните хрущялни клетки се разпространяват напречно (перпендикулярно на оста от главата до петите), което допълнително потвърждава резултатите от хистологията им.

След това, за да определят молекулярните пътища, които участват в промяната в ориентацията на растежа, изследователите анализират данните си от транскриптомиката, използвайки изчислителния инструмент CellChat. Те откриват, че сигнализацията между транскрипционния фактор SOX9 и протеина, свързан с паратиреоидния хормон (PTHrP), вероятно регулира този процес.

След това екипът на Капелини изследва другия ключов етап от образуването на илиума: осификацията. Изследователите използват хистология и компютърна томография, за да разберат как този процес се различава между хората и нечовекоподобните примати, както и при мишките. Те установяват, че в човешкия илиум осификацията на хрущяла се случва до 16 седмици по-късно, отколкото при четириногите. Анализи на единични клетки и компютърни анализи разкриват, че транскрипционните фактори RUNX2 и FOXP1/2 вероятно допринасят за това забавяне.

В това проучване изследователите за първи път идентифицират специфичните еволюционни промени, които са позволили на хората да стоят и да ходят на два крака. Техните открития могат също да ни дадат информация за това как са еволюирали мускулите, които поддържат движението на два крака.

Справка:

  1. Senevirathne G, et al. The evolution of hominin bipedalism in two steps. Nature. 2025.
  2. Jin S, et al. Inference and analysis of cell-cell communication using CellChat. Nat Commun. 2021;12(1):1088.

Източник: Two Changes in Bone Development Allowed Humans to Stand on Two Legs, Andrea Lius, Тhe scientist

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Човекът

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !