прямохождение

Если внимательно посмотреть на скелет человека и сравнить его со скелетом обезьяны, то именно таз выдает в нас прямоходящего. Эта костная «чаша» держит внутренние органы, дает точку опоры для мышц и стабилизирует походку. Но как таз приобрел столь необычную для приматов форму?

Прямохождение возникло около пяти миллионов лет назад, но детали этой трансформации долго оставались неясными. Новое исследование, опубликованное в Nature, помогает прояснить эту загадку — и ключ к ней лежит в эмбриональном развитии.

У шимпанзе и горилл таз узкий и вытянутый, а подвздошная кость — почти вертикальная. Идеально для того, чтобы лазать по деревьям, но не годится для долгой ходьбы на земле. У человека же таз стал широким и чашеобразным — то есть таким, чтобы удерживать равновесие при ходьбе и не мешать рождению детёнышей с крупным мозгом.

Как показал анализ, переход к такой форме не был мгновенным. Его обеспечили два «маленьких шага», происходящих еще до рождения ребенка. Первый этап наступает примерно на седьмой неделе беременности. У всех приматов в этот момент в подвздошной кости появляется хрящевой стержень. Но у человеческого эмбриона он буквально поворачивается на 90 градусов. В результате таз становится короче и шире, что закладывает форму, пригодную для прямохождения.

Второй этап наступает гораздо позже. Примерно на 24-й неделе беременности замедляется окостенение, и таз дольше остается пластичным. Это дает время для окончательной перестройки формы, уже в условиях, когда гравитация активно влияет на растущий организм.

Художественное изображение костей человеческого таза (Источник: Freepik)

Чтобы понять, что лежало в центре изменений, ученые изучили генетические программы, управляющие ростом костей. Исследователи выявили пять генов, которые регулируют рост хрящевой ткани и образование костных клеток в подвздошной кости. Пока ясно, что именно они заставляют человеческий таз расти иначе, чем у наших ближайших эволюционных родственников. Но исследователи предполагают, что изучив ДНК древних человекоподобных — неандертальцев и денисовцев, можно будет проследить, как эти генетические программы менялись в ходе эволюции.

На первый взгляд история про таз кажется далекой от сегодняшних проблем. Но в действительности она напрямую связана с медициной. Понимание того, как формируется таз у человека, помогает лучше разобраться во врожденных патологиях опорно-двигательной системы и причинах осложнениях при родах. Более того, это исследование вносит вклад в функциональную геномику — область, которая изучает, как конкретные гены формируют части тела и регулируют их работу.