Двуногое передвижение стало фундаментальной чертой, определившей успех человечества. Ученые впервые выявили генетическую основу этой способности, изучив образцы эмбриональных тканей людей и других приматов.
Обнаружены два эволюционных изменения, сделавшие человека прямоходящим
Исследователи из Гарвардского университета определили два важнейших генетических изменения в эволюции человека, которые миллионы лет назад изменили строение таза наших предков и сделали возможным прямохождение, резко отличающее людей от других приматов.
Реконструкция австралопитека Люси в Национальном музее антропологии в Мексике. Википедия
Самый древний окаменелый таз человеческой линии принадлежал Ardipithecus ramidus возрастом около 4,4 миллиона лет. Он найден в Эфиопии. Этот вид представлял собой гибрид — мог и ходить прямо, и лазить по деревьям.
Одно из изменений касается формирования хрящевой ткани в процессе развития таза у эмбриона. Это позволило подвздошной кости — верхней части таза — изменить форму с высокой, плоской и узкой, как у других приматов, на короткую, широкую и изогнутую. Это обеспечило стабилизацию тела при прямохождении и беге.
Второе изменение стало критически важным с ростом размера мозга у Homo. Оно обеспечило задержку и смещение назад тазовых костей при эмбриональном развитии. Это сохранило новую выгодную форму подвздошной кости, одновременно позволив женщинам иметь родовые пути достаточного размера для рождения детей с большим черепом. Исследователи выявили более 300 генов, участвующих в этих двух генетических изменениях. Работа опубликована в журнале Nature.
a. Морфология тазовых поясов шимпанзе и взрослого человека, подчеркивающая более короткую и широкую подвздошную кость у людей по сравнению с высокой лезвиевидной подвздошной костью шимпанзе. b. Реконструированные сканы развивающегося таза человека на E54–E72, с хрящом, изображенным темно-серым цветом, и окостенением костным белым. c. Поперечные срезы подвздошной кости человека, окрашенные трихромом (красные линии на модели) d,e, Mus musculus, окрашенные трихромом (d), и Microcebus sp. (n = 11), окрашенные гематоксилином и эозином (H&E) (e), коронарные гистологические срезы таза. f, Hylobates sp. и сегментированные тазовые пояса человека. Масштабная линейка 500 мкм.
Как прямохождение сделало человека человеком
Знаменитая «Люси» — окаменелость возрастом около 3,2 миллиона лет из Эфиопии, представляющая вид Australopithecus afarensis, который сочетал обезьяноподобные и человекоподобные черты, уже показала выраженные человекоподобные особенности таза.
Реконструкция Ardipithecus ramidus. Вероятно, первый прямоходящий вид
Как отмечает ведущий автор исследования Теренс Капеллини, это указывает на то, что эволюционные изменения формы подвздошной кости уже произошли к тому времени, когда австралопитеки бродили по африканскому ландшафту.
Реконструкция австралопитека Люси в Национальном музее антропологии в Мексике.
«Без изменений таза и подвздошной кости человеческая походка была бы невозможна, а последующее увеличение размера мозга трудно представить», — говорит Капеллини.
Человеческое прямохождение исключительно эффективно — люди могут преодолевать большие расстояния с минимальными затратами энергии, в отличие от других приматов.
Двуногость освободила руки для использования орудий, собирательства, создания оружия и искусства. Вертикальная поза улучшила обзор окружающей среды и уменьшила площадь тела, подверженную прямому солнечному излучению.