是什么使我们成为人类?关键在于臀部

　　

         

骨盆的弯曲和盆状形状是人类独有的。

 

新的研究表明，骨盆是如何进化成直立行走的，从而使后代的大脑更大

如果进化生物学家Terence D. Capellini要对使我们成为最典型的人类的身体部位进行排名，盆骨应该排在最前面。

毕竟，它的设计使人类有可能用两条腿直立行走(不像我们的灵长类表亲)，也使母亲们有可能生下头部足够大的婴儿，以容纳巨大的大脑。在解剖学层面上，人们对骨盆已经有了很好的了解，但关于它在发育中的胎儿中是如何以及何时成型的，我们却知之甚少。

Capellini实验室的一项新研究正在改变这种情况。这项发表在《Science Advances》杂志上的研究显示了骨盆形成的发育点，并确定了协调这一过程的基因和遗传序列。这项工作可能有一天有助于阐明两足动物的遗传起源，并为髋关节疾病的治疗或预测打开大门，如髋关节发育不良和髋关节骨关节炎。

“这篇论文真正关注的是所有人类共有的东西，也就是骨盆的这些变化，使我们能够用两条腿走路，并使我们能生下一个大的胎儿头，”人类进化生物学系新任终身教授、该研究的资深作者Capellini说。

研究表明，这些特征中有许多是在怀孕6到8周左右形成的。这包括人类独有的关键骨盆特征，如弯曲和盆状的形状。在这一点上，骨骼仍然是软骨，所以它们可以很容易地弯曲、旋转、扩展和生长。

研究人员还发现，当身体的其他软骨开始变成骨头时，这个正在发育的骨盆部分的软骨保持的时间更长，从而有时间形成其独特的形状。

Science Advances说:“似乎发生了一种停滞，这种停滞使软骨仍然生长，这是非常有趣和令人惊讶的发现。我称之为保护区。”

研究人员进行了RNA测序，以显示该区域的哪些基因触发了骨盆的形成和延缓骨化。他们发现，在6到8周的时间里，有数百个基因会被打开或关闭，从而形成骨盆中的髂骨。髂骨是髋关节最大最上面的骨头，具有叶片状结构，弯曲并旋转成盆状，以支持用两条腿走路。

与黑猩猩和大猩猩相比，我们的骨盆刀片更短更宽的方向使人类可以直立行走和保持平衡，而不必将重心向前转移，并使用指关节来保持稳定和平衡。它还有助于增加产道的大小。

研究人员通过比较人类、黑猩猩和大猩猩数百个骨骼样本的这些差异开始了这项研究。这些比较显示了自然选择对人类骨盆，尤其是髂骨的惊人影响。

为了观察何时形成产道的髂骨和骨盆成分开始成形，研究人员在显微镜下检查了4到12周大的胚胎，并得到了合法终止妊娠者的同意。然后，研究人员将发育中的人类骨盆样本与小鼠模型进行比较，以确定触发形成的开关。

这项工作由Mariel Young领导，她曾是Capellini实验室的研究生研究员，于2021年完成了博士学位。这项研究是Capellini的实验室与美国和世界其他11个实验室的合作。最终，该小组希望看到这些变化对常见髋关节疾病意味着什么。

Capellini说:“用两条腿走路会影响我们的骨盆形状，进而影响我们以后患病的风险。我们想要揭示这一机制。为什么对骨盆的选择会影响我们后来的髋关节疾病风险，比如骨关节炎或发育不良?在分子水平上建立这些联系至关重要。”