Badania oparte na analizie tkanek embrionalnych ujawniają dwie decydujące zmiany w kości miednicy, które pozwoliły ludziom zacząć chodzić na dwóch nogach
W układance ewolucji człowieka brakuje skamieniałości, które pozwoliłyby dokładnie odtworzyć, w jaki sposób nasi przodkowie rozwijali się i zmieniali, aż doprowadzili do powstania naszego gatunku, Homo sapiens. Jedną z najważniejszych cech była zdolność do chodzenia w pozycji wyprostowanej, czyli dwunożności. Naukowcy sprytnie radzą sobie z badaniem tych aspektów, korzystając z technologii, które pozwalają przezwyciężyć ograniczenia wynikające z niedoboru skamieniałości.
Przykładem tego są badania opublikowane w środę w czasopiśmie Nature. Zespół kierowany przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda w Stanach Zjednoczonych zidentyfikował dwie duże zmiany strukturalne i genetyczne, które zaszły w miednicy ludzkiej, uważanej za kamień węgielny lokomocji w pozycji wyprostowanej, i które, jak twierdzą, były kluczowe dla przejścia od poruszania się na czterech kończynach do bipedyzmu.
Jak wyjaśniają autorzy, miednica, bardziej niż jakakolwiek inna część dolnej części ciała, przeszła ogromne zmiany na przestrzeni milionów lat, aby umożliwić nam chodzenie na dwóch nogach. Jednak nie udało się wyjaśnić, w jaki sposób ewolucja doprowadziła do tej ekstremalnej transformacji, chociaż zaproponowano różne teorie.
Nowe badanie opisuje dwa etapy ewolucji, które przekształciły miednicę i pozwoliły naszym przodkom stać się wyprostowanymi dwunożnymi istotami, które przemierzały całą planetę. Te dwie zmiany dotyczyły konkretnie górnej części miednicy, zwanej kością biodrową, i polegały na tworzeniu chrząstki oraz procesie tworzenia kości.
Badania wykazały różnice w sposobie osadzania się komórek kostnych na chrząstce w kości biodrowej człowieka w porównaniu z innymi naczelnymi i długimi kośćmi człowieka.
„Wykazaliśmy, że w ewolucji człowieka nastąpiła całkowita zmiana mechaniczna, której nie ma odpowiednika u innych naczelnych. Przejście od płetw do kończyn lub rozwój skrzydeł nietoperza z palców często wiąże się z radykalnymi zmianami w rozwoju wzrostu. Widzimy tutaj, że ludzie zrobili to samo, ale z miednicą” – wyjaśnił w komunikacie Terence Capellini, profesor i dyrektor Wydziału Biologii Ewolucyjnej Człowieka oraz główny autor nowego artykułu.
Jeśli chodzi o skamieniałości, według autorów najstarszym miednicą jest miednica Ardipithecus z Etiopii, licząca 4,4 miliona lat. Była to hybryda między istotą chodzącą wyprostowaną a wspinaczem drzewnym z chwytnym palcem, wykazująca cechy podobne do ludzkich w miednicy. Z drugiej strony, słynny szkielet Lucy, liczący 3,2 miliona lat, również znaleziony w Etiopii, zawiera miednicę wykazującą większy rozwój cech dwunożnych, takich jak rozszerzenie płatów biodrowych dla mięśni dwunożnych.
Analiza tkanek embrionalnych
Jednak zamiast analizować i porównywać skamieniałości ludzkie, badanie opierało się na analizie 128 próbek tkanek embrionalnych ludzkich i prawie dwóch tuzinów innych gatunków naczelnych przechowywanych w muzeach w Stanach Zjednoczonych i Europie. Kolekcje te obejmowały stuletnie okazy umieszczone na szklanych szkiełkach lub przechowywane w słoikach.
Naukowcy zbadali również tkanki embrionalne człowieka zebrane przez Laboratorium Badań nad Wadami Wrodzonymi Uniwersytetu Waszyngtońskiego. Wykonali tomografię komputerową i przeanalizowali mikroskopową strukturę tkanek, aby odkryć anatomię miednicy we wczesnych etapach rozwoju.
Autorzy sugerują, że zmiany te rozpoczęły się w okresie, kiedy nasi przodkowie oddzielili się od afrykańskich małp, szacowanym na 5–8 milionów lat temu.
Ich hipoteza zakłada, że miednica ewoluowała przez miliony lat. W miarę wzrostu mózgów w trakcie ewolucji pojawił się tak zwany dylemat położniczy: dylemat między tym, czy bardziej korzystna jest wąska miednica (sprzyjająca wydajnemu poruszaniu się), czy szeroka miednica (ułatwiająca poród dzieciom z dużymi mózgam
