Οι επιστήμονες έλυσαν ένα μυστήριο εκατομμυρίων ετών: Γιατί μόνο ο άνθρωπος μπορεί να περπατά στα δύο πόδια;

Ο άνθρωπος είναι το μοναδικό θηλαστικό που μπορεί να περπατά όρθιος στα δύο πόδια του. Τώρα οι επιστήμονες ανακάλυψαν το γιατί

Ένα από τα κρίσιμα στοιχεία που ξεχωρίζει τον άνθρωπο από όλα τα υπόλοιπα θηλαστικά είναι το γεγονός ότι πολύ νωρίς στην εξελικτική του πορεία κατάφερε να σταθεί σε όρθια στάση και να βαδίσει στα δύο πόδια. Η δίποδη βάδιση είναι ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό μοναδικό για τον άνθρωπο, το οποίο συνέβαλε τα μέγιστα στην εξέλιξη του ανθρώπινου είδους, ωστόσο ήταν άγνωστο πώς ο άνθρωπος κατάφερε να σταθεί στα δυο του πόδια.

Τώρα όμως, οι επιστήμονες μπόρεσαν να εντοπίσουν δύο καινοτομίες που εμφανίστηκαν πολύ νωρίς στη γενεαλογική γραμμή του ανθρωπίνου είδους και οι οποίες αναδιαμόρφωσαν τη λεκάνη, ώστε να διευκολύνουν την εμφάνιση αυτής της καθοριστικής ικανότητας.

Μοναδικές καινοτομίες

Σύμφωνα με την δημοσίευση της ερευνητικής ομάδας του Χάρβαρντ στο επιστημονικό περιοδικό «Nature», οι ερευνητές εξέτασαν τη γενετική βάση της δίποδης βάδισης, μελετώντας εμβρυϊκούς ιστούς ανθρώπων και άλλων πρωτευόντων θηλαστικών. Έτσι, ανακάλυψαν δύο γενετικές αλλαγές που σημειώθηκαν στους προγόνους μας, οι οποίες αποτέλεσαν τα κρισιμότερα στοιχεία που επέτρεψαν τη δίποδη βάδιση.

Πρώτο βασικό στοιχείο ήταν ο τρόπος σχηματισμού του χόνδρου στη λεκάνη του εμβρύου. Αυτό επέτρεψε στο λαγόνιο οστό (τα οστά της λεκάνης), το οποίο στους πιθήκους είναι ψηλό, επίπεδο και στενό, να μετατραπεί σε κοντό, φαρδύ και καμπυλωτό γυρνώντας κατά 90 μοίρες. Έτσι, σταθεροποιήθηκε το σώμα και ο άνθρωπος μπορούσε να περπατήσει και να τρέξει σε όρθια θέση.

Μια δεύτερη εξελικτική καινοτομία ήταν η καθυστέρηση της διαμόρφωσης των οστών της λεκάνης κατά την ανάπτυξη του εμβρύου. Στον άνθρωπο, τα οστά της λεκάνης αργούν να διαμορφωθούν και αυτό τους δίνει μια μεγαλύτερη ευελιξία. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι στο ανθρώπινο λαγόνιο οστό, η οστεοποίηση του χόνδρου (η μετατροπή του μαλακού χόνδρου σε οστό) εμφανίστηκε έως και 16 εβδομάδες αργότερα από ό,τι σε άλλα τετράποδα θηλαστικά. Ακριβώς αυτό το στοιχείο βοήθησε τις γυναίκες να έχουν έναν αρκετά μεγάλο γεννητικό σωλήνα, ώστε να γεννούν μωρά με μεγαλύτερο εγκέφαλο.

«Χωρίς αυτές τις αλλαγές, το ανθρώπινο δίποδο περπάτημα πιθανόν να μην ήταν δυνατό και η μετέπειτα αύξηση του μεγέθους του εγκεφάλου υποθέτουμε ότι δύσκολα θα μπορούσε να έχει επιτευχθεί» λέει ο Τέρενς Καπελίνι βιολόγος της εξελικτικής πορείας του ανθρώπου στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ.

Για να διερευνήσει πώς αναπτύχθηκε η ανθρώπινη λεκάνη, η επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας Γκαγιάνι Σενεβιράτνι - μεταδιδακτορική ερευνήτρια στην εξελικτική βιολογία στο Χάρβαρντ- ανέλυσε 128 δείγματα εμβρυϊκού ιστού από ανθρώπους και πρωτεύοντα θηλαστικά που φυλάσσονται σε μουσεία στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες, και εξέτασε ανθρώπινους εμβρυϊκούς ιστούς που ελήφθησαν στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον. Η ομάδα διεξήγαγε αξονικές τομογραφίες και εξέτασε μικροσκοπικά τους ιστούς, συμπεριλαμβανομένων δειγμάτων ηλικίας αιώνων, για να ανακατασκευάσει την πρώιμη πυελική ανατομία. Η έρευνα εντόπισε διαφορές στον τρόπο με τον οποίο τα οστικά κύτταρα εναποτέθηκαν στον χόνδρο του ανθρώπινου λαγόνιου οστού σε σύγκριση με άλλα πρωτεύοντα θηλαστικά και με τα ανθρώπινα μακρά οστά. Οι ερευνητές εντόπισαν εκατοντάδες ρυθμιστικές αλληλουχίες DNA που ήταν ενεργές κατά την ανάπτυξη του λαγόνιου οστού, με σημάδια εξελικτικής αλλαγής, και βρήκαν περισσότερα από 300 γονίδια που εμπλέκονταν στις δύο καινοτομίες. Ωστόσο, δεν βρέθηκε κανένα μεμονωμένο γονίδιο για τη δίποδη βάδιση. Αντίθετα, φαίνεται ότι πολλοί μικροί διακόπτες DNA (ρυθμιστικό DNA) συνεργάστηκαν, για να επιτευχθεί η δίποδη βάδιση.

Οι συγγραφείς αναφέρουν ότι αυτές οι αλλαγές ξεκίνησαν αφού οι ανθρώπινοι πρόγονοί μας διαχωρίστηκαν από τους αφρικανικούς πιθήκους πριν από 5 έως 8 εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, η λεκάνη συνέχισε να εξελίσσεται για εκατομμύρια χρόνια ακόμα. Αρχαία απολιθώματα όπως το Ardipithecus ramidus (4,4 εκατ. χρόνια) και η διάσημη «Λούσι» του είδους Australopithecus afarensis (3,2 εκατ. χρόνια), δείχνουν ότι η αναδιάταξη του λαγόνιου οστού είχε ήδη συμβεί πριν από εκατομμύρια χρόνια και πριν αυτά τα είδη φύγουν από την Αφρική και επεκταθούν σε άλλα μέρη του κόσμου.

Ο Καπελίνι εκτιμά ότι η δεύτερη καινοτομία, η καθυστέρηση στην οστεοποίηση της λεκάνης, συνέβη περίπου πριν από 1,6 εκατ. χρόνια, όταν ο εγκέφαλος των προγόνων μας άρχισε να μεγαλώνει σημαντικά. «Με αυτόν τον τρόπο, η λεκάνη διατήρησε το σχήμα που χρειαζόταν για το περπάτημα, αλλά ταυτόχρονα επέτρεψε τη γέννηση βρεφών με μεγάλους εγκεφάλους» πρόσθεσε.

Η μοναδικότητα της δίποδης βάδισης

Οι χιμπατζήδες, οι στενότεροι συγγενείς μας, περπατούν περιστασιακά όρθιοι αλλά κυρίως κινούνται στα τέσσερα. Ο ανθρώπινος τύπος δίποδης βάδισης είναι μοναδικά αποδοτικός καθώς επιτρέπει περπάτημα ή τρέξιμο μεγάλων αποστάσεων με περιορισμένη κατανάλωση ενέργειας. Παράλληλα, η δίποδη βάδιση, που αντικατέστησε τη μετακίνηση με όλα τα άκρα, ελευθέρωσε τα χέρια. Έτσι, ο άνθρωπος μπόρεσε να χρησιμοποιήσει πιο εύκολα και περισσότερα εργαλεία, να κουβαλήσει την τροφή του και διάφορα υλικά, να φροντίσει τα μικρά του καλύτερα και να αρχίσει να δημιουργεί τέχνη. Παράλληλα, τον βοήθησε να αμύνεται καλύτερα καθώς του έδωσε την δυνατότητα να χρησιμοποιεί όπλα. Η όρθια στάση βοήθησε επίσης τον άνθρωπο να παρατηρεί καλύτερα το περιβάλλον γύρω του, ενώ μειώθηκε η επιφάνεια του σώματος που εκτίθεται άμεσα στο ηλιακό φως βοηθώντας στην αποδοτικότερη ψύξη του σώματος.

Αν και η δίποδη βάδιση, λόγω της μοναδικότητάς του μεταξύ των πρωτευόντων, θεωρούνταν ανέκαθεν χαρακτηριστικό στενά συνδεδεμένο με την ανθρώπινη εξελικτική ιστορία, πολλοί από τους μηχανισμούς που διέπουν αυτή την πολύπλοκη αλλαγή παρέμειναν κρυφοί, δήλωσε ο Χουάν Μανουέλ Χιμένες Αρένας, αναπληρωτής καθηγητής προϊστορίας και αρχαιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Γρανάδας. «Πρόκειται για μια εργασία τεράστιας ποιότητας και συνάφειας», είπε, προσθέτοντας ότι «μελέτες σαν αυτή συμβάλλουν σημαντικά στην επέκταση της γνώσης σχετικά με την ιδιαίτερη μετακίνησή μας» και ότι «τα συμπεράσματα υποστηρίζονται από αξιόπιστα δεδομένα που προήλθαν από διαφορετικούς κλάδους».