Se il biologo evoluzionista Terence D. Capellini dovesse classificare le parti del corpo che ci rendono per eccellenza umani, il bacino si collocherebbe vicino alla parte superiore.

Dopotutto, il suo design consente agli esseri umani di camminare in posizione eretta su due gambe (a differenza dei nostri cugini primati) e consente alle madri di partorire bambini con grandi teste (quindi grandi cervelli). A livello anatomico, il bacino è ben compreso, ma quella conoscenza inizia a sgretolarsi quando si tratta di come e quando questa struttura super importante prende forma durante lo sviluppo.

Un nuovo studio del laboratorio di Capellini sta cambiando le cose. Pubblicato in Avanzamenti scientifici , l'opera mostra quando durante la gravidanza il bacino prende forma e identifica i geni e le sequenze genetiche che orchestrano il processo. Il lavoro può un giorno fare luce sull'origine genetica del bipedismo e aprire la porta a trattamenti o predittori di disturbi dell'articolazione dell'anca, come la displasia dell'anca e l'artrosi dell'anca.

"Questo articolo è davvero incentrato su ciò che tutti gli esseri umani condividono, quali sono questi cambiamenti al bacino che ci hanno permesso di camminare su due gambe e ci hanno permesso di dare alla luce una grande testa fetale", ha affermato Capellini, professore di ruolo nel Dipartimento. di biologia evolutiva umana e autore senior dello studio.

Lo studio mostra che molte delle caratteristiche essenziali per la deambulazione umana e il parto si formano tra le 6 e le 8 settimane durante la gravidanza. Ciò include le caratteristiche pelviche chiave uniche per gli esseri umani, come la sua forma curva e simile a un bacino. La formazione avviene mentre le ossa sono ancora cartilaginee, quindi possono facilmente curvarsi, ruotare, espandersi e crescere.

I ricercatori hanno anche visto che quando l'altra cartilagine del corpo inizia a trasformarsi in osso, questa sezione pelvica in via di sviluppo rimane più a lungo come la cartilagine, quindi ha il tempo di formarsi correttamente.

"Sembra che si verifichi uno stallo e questo stallo consente alla cartilagine di crescere ancora, il che è stato piuttosto interessante da trovare e sorprendente", ha detto Capellini. "Io la chiamo una zona di protezione."

I ricercatori hanno eseguito il sequenziamento dell'RNA per mostrare quali geni nella regione stanno attivando la formazione del bacino e stanno bloccando l'ossificazione, che normalmente trasforma la cartilagine più morbida in osso duro. Hanno identificato centinaia di geni che vengono attivati ​​o disattivati ​​durante le 6-8 settimane per formare l'ileo nel bacino, le ossa più grandi e superiori dell'anca con strutture a forma di lama che si curvano e ruotano in un bacino per supporto che cammina su due gambe.

Rispetto a scimpanzé e gorilla, il riorientamento più corto e più ampio delle nostre lame pelviche fa sì che gli esseri umani non debbano spostare la massa del nostro peso in avanti e usare le nocche per camminare o bilanciare più comodamente. Aiuta anche ad aumentare le dimensioni del canale del parto. Le scimmie d'altra parte hanno canali del parto molto più stretti e ossa iliache più allungate.

I ricercatori hanno iniziato lo studio confrontando queste differenze in centinaia di campioni scheletrici di umani, scimpanzé e gorilla. I confronti hanno dimostrato gli effetti sorprendenti che la selezione naturale ha avuto sul bacino umano, in particolare sull'ileo.

Per vedere quando l'ileo e gli elementi pelvici che formano il canale del parto hanno iniziato a prendere forma, i ricercatori hanno esaminato al microscopio embrioni di età compresa tra 4 e 12 settimane con il consenso di persone che avevano interrotto legalmente le loro gravidanze. I ricercatori hanno quindi confrontato i campioni del bacino umano in via di sviluppo con modelli murini per identificare gli interruttori di accensione e spegnimento che innescano la formazione.

Il lavoro è stato condotto da Mariel Young, ex ricercatrice laureata nel laboratorio di Capellini che si è laureata nel 2021 con il dottorato di ricerca. Lo studio è nato dalla collaborazione tra il laboratorio di Capellini e altri 11 laboratori negli Stati Uniti e nel mondo. Infine, il gruppo vuole vedere cosa significano questi cambiamenti per le malattie comuni dell'anca.

"Camminare su due gambe ha influenzato la nostra forma pelvica, che in seguito influisce sul rischio di malattie", ha detto Capellini. "Vogliamo rivelare questo meccanismo. Perché la selezione sul bacino influisce sul nostro successivo rischio di malattia dell'anca, come l'artrosi o la displasia. Creare queste connessioni a livello molecolare sarà fondamentale". + Esplora ulteriormente

Da dove vengono le differenze di genere nel bacino umano?