Alkion kudosten analysointiin perustuva tutkimus paljastaa kaksi ratkaisevaa muutosta lantion luussa, jotka mahdollistivat ihmisten kaksijalkaisen kävelyn.
Isojen apinoiden luurankoja Cambridgen yliopiston eläintieteen museossa. Vasemmalta oikealle: Borneon orangitang, länsi-gorilla, länsi-gorilla, simpanssi ja ihminen.
Ihmisen evoluution palapelistä puuttuu fossiileja, joiden avulla voitaisiin tarkasti rekonstruoida, miten esi-isämme kehittyivät ja muuttuivat, kunnes syntyi lajimme, Homo sapiens. Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista oli kyky kävellä pystyssä eli kaksijalkaisuus. Tutkijat ovat ovelasti onnistuneet tutkimaan näitä seikkoja käyttämällä tekniikoita, joiden avulla voidaan kiertää fossiilien niukkuuden aiheuttama rajoitus.
Tämän keskiviikkona Nature-lehdessä julkaistu tutkimus on esimerkki tästä. Yhdysvaltain Harvardin yliopiston tutkijoiden johtama tiimi on tunnistanut kaksi suurta rakenteellista ja geneettistä muutosta, joita ihmisen lantio, jota pidetään pystyssä kävelyn kulmakivenä, on kokenut ja jotka heidän mukaansa olivat avainasemassa siirtymisessä nelijalkaisesta kävelystä kaksijalkaiseen kävelyyn.
Kuten kirjoittajat selittävät, lantio on kokenut miljoonien vuosien aikana suurempia muutoksia kuin mikään muu alavartalon alue, jotta voimme kävellä kahdella jalalla. Evoluution avulla saavutettua äärimmäistä muutosta ei ole kuitenkaan pystytty selittämään, vaikka siitä on esitetty useita teorioita.
Uusi tutkimus kuvaa kahta evoluutiovaihetta, jotka muokkasivat lantion ja mahdollistivat esi-isiemme muuttumisen pystyssä käveleviksi kaksijalkaisiksi, jotka levisivät ympäri maapalloa. Nämä kaksi muutosta koskivat erityisesti lantion yläosaa, jota kutsutaan ilioniksi, ja ne olivat ruston muodostuminen ja luun muodostumisprosessi.
Tutkimuksessa on havaittu eroja siinä, miten luusolut kerrostuvat rustoon ihmisen ilionissa verrattuna muihin kädellisiin ja ihmisen pitkiin luihin.
”Olemme osoittaneet, että ihmisen evoluutiossa tapahtui täydellinen mekaaninen muutos, eikä vastaavaa ole havaittu muissa kädellisissä. Siipien muuttuminen raajoiksi tai lepakon siipien kehittyminen sormista edellyttää usein radikaaleja muutoksia kasvun kehityksessä. Tässä tapauksessa ihmiset tekivät saman, mutta lantionsa kanssa”, selitti Terence Capellini, professori ja ihmisen evoluutiobiologian laitoksen johtaja sekä uuden artikkelin pääkirjoittaja.
Fossiilisten löydösten perusteella vanhin lantio on kirjoittajien mukaan 4,4 miljoonaa vuotta vanha Ardipithecus Etiopiassa. Se oli pystyssä kävelevän ja puissa kiipeilevän, tarttuvalla sormella varustetun olennon risteymä, ja sen lantiosta löytyy merkkejä ihmisen kaltaisista piirteistä. Toisaalta, kuuluisa 3,2 miljoonaa vuotta vanha Lucyn luuranko, joka myös löydettiin Etiopiasta, sisältää lantion, jossa on enemmän kaksijalkaisten piirteitä, kuten lantion lohkojen laajentuminen kaksijalkaisten lihasten vuoksi.
Alkiokudosten analysointi
Sen sijaan, että tutkimuksessa olisi analysoitu ja verrattu ihmisfossiileja, se perustui 128 ihmisen alkion kudosnäytteen ja lähes kahden tusinan muun kädellislajin näytteiden analysointiin, jotka oli säilytetty museoissa Yhdysvalloissa ja Euroopassa. Näihin kokoelmiin kuului sata vuotta vanhoja näytteitä, jotka oli kiinnitetty lasilevyille tai säilötty purkkeihin.
Tutkijat tutkivat myös ihmisen alkion kudoksia, jotka oli kerännyt Washingtonin yliopiston synnynnäisten vikojen tutkimuslaboratorio. He tekivät tietokonetomografiakuvauksia ja analysoivat kudosten mikroskooppista rakennetta paljastaakseen lantion anatomian kehityksen alkuvaiheissa.
Kirjoittajat esittävät, että nämä muutokset alkoivat ajankohtana, jolloin esi-isämme erosivat afrikkalaisista apinoista, arviolta 5–8 miljoonaa vuotta sitten.
Heidän hypoteesinsa on, että lantio jatkoi kehittymistään miljoonien vuosien ajan. Aivojen kasvaessa evoluution tiellä syntyi niin sanottu synnytysdilemma: valinta sen välillä, onko edullisempaa olla kapea lantio (joka on edullinen tehokkaalle liikkumiselle) vai leveä lantio (joka helpottaa suuria aivoja omaavien vauvojen syntymää).
