چارلز داروین نظریه تکامل خود را در سال 1859 در کتاب "درباره منشاء گونه ها" معرفی کرد. اما 12 سال دیگر طول کشید تا او شجاعت خود را به دست آورد تا اعلام کند که انسان ها نیز تکامل یافته اند.

در کتاب "تبار انسان" که در سال 1871 منتشر شد، داروین استدلال کرد که انسان ها از میمون ها به وجود آمده اند. و یکی از عمیق‌ترین تغییراتی که آنها متحمل شدند، تبدیل شدن به راه‌روهای ایستاده بود.

داروین نوشت: «انسان به تنهایی دوپا شده است. او اعلام کرد که دوپاگرایی یکی از «بارزترین شخصیت‌های بشر» است.

اکنون دانشمندان برخی از مراحل مولکولی مهمی را کشف کرده‌اند که میلیون‌ها سال پیش به این شخصیت برجسته منجر شد. مطالعه‌ای که در مجله Nature در روز چهارشنبه منتشر شد، نشان می‌دهد که اجداد اولیه ما دوپا شدند، زیرا ژن‌های قدیمی شروع به انجام کارهای جدید کردند. برخی از ژن‌ها در مکان‌های جدیدی در جنین انسان فعال شدند، در حالی که برخی دیگر در زمان‌های مختلف روشن و خاموش می‌شدند.

دانشمندان مدت‌هاست متوجه شده‌اند که یک ویژگی کلیدی برای راست راه رفتن، استخوانی به نام ایلیم است. این بزرگترین استخوان لگن است. وقتی دستتان را روی لگنتان می‌گذارید، این همان ایلیومی است که احساس می‌کنید.

ایلیوم چپ و راست هر دو به پایه ستون فقرات متصل می‌شوند. هر ایلیوم دور کمر را تا جلوی شکم می‌چرخاند و شکل کاسه‌ای ایجاد می‌کند. بسیاری از عضلات پا که در راه رفتن از آنها استفاده می کنیم به ایلیوم متصل هستند. استخوان همچنین از کف لگن پشتیبانی می‌کند، شبکه‌ای از ماهیچه‌ها که مانند سبدی برای اندام‌های داخلی ما هنگام ایستادن عمل می‌کند.

همانقدر که ایلیوم برای زندگی روزمره حیاتی است، استخوان نیز می‌تواند منبع رنج باشد. ایلیوم می تواند با آرتریت شعله ور شود، در سنین بالا شکننده شود، به ویژه در زنان، و در اثر افتادن شکسته شود. اختلالات ژنتیکی می تواند آن را تغییر شکل دهد و راه رفتن را دشوار کند. ایلیوم همچنین قسمت اعظم کانال تولد را تشکیل می‌دهد - جایی که نوزادان گاهی اوقات ممکن است در آن گیر کنند و زندگی مادر را به خطر بیندازند.

با این حال، همان‌قدر که ایلیوم برای ما مهم است، رشد آن مدت‌ها یک راز بوده است. ترنس کاپلینی، متخصص ژنتیک رشدی در هاروارد می گوید: «این برای من قابل توجه است. "ایلیوم برای نحوه راه رفتن و نحوه زایمان ضروری است، و با این حال اطلاعات بسیار کمی در مورد آن وجود دارد." انسان.اعتبار...دایره المعارف بریتانیکا/ Universal Images Group America North America LLC، از طریق Alamy

Dr. کاپلینی و همکارانش شروع به مطالعه فشرده روی استخوان کردند. به عنوان بخشی از این تحقیق، Gayani Senevirathne، محقق فوق دکتری در هاروارد، بافت جنین انسان را از یک مخزن دانشگاه واشنگتن بررسی کرد. دکتر Senevirathne مدل های سه بعدی از ایلیوم انسان را همانطور که در جنین رشد می کرد ایجاد کرد. او همچنین انواع مختلفی از سلول‌ها را که برای تشکیل استخوان ترکیب می‌شوند و همچنین ژن‌هایی را که درون آن سلول‌ها روشن و خاموش می‌شوند، تجزیه و تحلیل کرد.

سپس آزمایش‌های مشابهی را روی موش‌ها انجام داد، جنین‌های آنها را تشریح کرد و سلول‌ها را در ایلیم در حال رشد تجزیه و تحلیل کرد. با مقایسه این دو گونه، او سرنخ‌هایی در مورد چگونگی تکامل ایلیم خودمان جمع‌آوری کرد.

اما محدودیت‌هایی برای آنچه موش‌ها می‌توانستند به او بگویند وجود داشت، زیرا آنها فقط از فاصله دور با انسان‌ها ارتباط دارند. دکتر Senevirathne برای درک بهتر اینکه انسان های اولیه چه نوع ایلیوم را به ارث برده اند، نیاز داشت که به نخستی ها نگاه کند.

او با موزه های سراسر ایالات متحده و اروپا تماس گرفت تا ببیند آیا آنها نمونه های نخستی دارند یا خیر. او جنین‌های شامپانزه‌ها، گیبون‌ها و سایر گونه‌های نگهداری شده در شیشه‌ها را ردیابی کرد و ترتیبی داد که متصدیان موزه آن‌ها را برای او اسکن کنند.

یک روز در جستجوی مواد، قبل از طلوع صبح بوستون را ترک کرد و به موزه تاریخ طبیعی آمریکا در نیویورک رفت. در آنجا، او ماشین را با جعبه‌هایی از سرسره‌های شیشه‌ای 100 ساله پر کرد که هر کدام تکه‌ای از جنین لمور را حفظ کردند. سپس او بلافاصله به خانه برگشت.

دکتر سنویراتن گفت: «نگران بودم که پلیس ما را بکشد. "اما قطعا ارزشش را داشت. ما در واقع برای تکمیل داستان خود به آن مواد نیاز داشتیم."

همگی گفته شد، محققان 18 گونه مختلف از نخستی ها را مطالعه کردند. کامیل برتلو، متخصص ژنتیک تکاملی در انستیتو پاستور در پاریس که در این مطالعه شرکت نداشت، می‌گوید: «این واقعیت که آن‌ها نمونه‌های جنینی زیادی را جمع‌آوری کردند واقعاً چشمگیر بود.»

Senevirathne و همکارانش دریافتند که نخستی‌ها ایلیوم را به همان روشی که موش‌ها انجام می‌دهند تولید می‌کنند. دو میله ریز غضروف در دو طرف ستون فقرات و به موازات آن شکل می گیرند. میله‌ها رشد می‌کنند و به ستون فقرات می‌پیوندند و سلول‌های استخوانی جایگزین غضروف می‌شوند.

Dr. سنویراتن و همکارانش دریافتند که ایلیم انسانی از این طرح باستانی تکامل یافته است. آنها انتظار داشتند که در جنین انسان، هر ایلیم به صورت میله ای از غضروف موازی با ستون فقرات شروع شود. در نهایت رشد آن در آن جهت متوقف می‌شود و به جلو گسترش می‌یابد.

دکتر کاپلینی گفت: «ببینید، اینطور نیست. "این یک فرآیند گام به گام نیست. در واقع یک تلنگر کامل است."

ایلیوم انسانی، دانشمندان با شگفتی کشف کردند، به عنوان یک میله عمود بر ستون فقرات شروع می شود. یک انتها به سمت جلو به سمت شکم و دیگری به سمت پشت اشاره می کند. میله غضروف زمانی که به شکل نهایی ایلیوم رشد می کند این جهت را حفظ می کند.

دکتر کاپلینی گفت: «این واقعا برای ما قابل توجه بود. "در هیچ کجای بدن انسان جایی را نمی‌یابید که انسان‌ها روش رشد ما را به کلی تغییر داده باشند."

به همان اندازه شگفت انگیز، دکتر. کاپلینی و همکارانش دریافتند، ایلیم ما از همان شبکه ژن‌هایی استفاده می‌کند که در سلول‌های ایلیم در موش‌ها فعال هستند. آنها فقط متفاوت عمل می کنند.

در جنین های انسانی، سلول های ایلیم ژن ها را در یک الگوی جدید در پاسخ به مولکول های آزاد شده توسط سلول های همسایه روشن و خاموش می کنند. نتیجه این است که میله ای از غضروف در جهت جدیدی تشکیل می شود.

Dr. برتلو گفت که این فرضیه منطقی است. محققان دیگر کشف کرده‌اند که تکامل بخش‌های دیگر اسکلت توسط تغییرات مشابه ژن‌های موجود انجام شده است. او گفت: «راه‌های زیادی برای تغییر شکل استخوان وجود ندارد.

دکتر. کاپلینی و همکارانش استدلال می کنند که این تلنگر برای تکامل حرکت دوپا بسیار مهم بود. این به اجداد اولیه انسان اجازه داد تا نوع جدیدی از لگن را رشد دهند که عضلات را به اندازه کافی قوی برای راه رفتن عمودی پشتیبانی می‌کرد.

اما مطالعه جدید همچنین نشان می‌دهد که ایلیوم میلیون‌ها سال بعد، زمانی که انسان مغزهای بزرگی را تکامل داد، دومین تغییر عمده را تجربه کرد. دانشمندان کشف کردند که ایلیوم از غضروف به استخوان کند می شود و حدود 15 هفته از بقیه اسکلت عقب می ماند. دکتر کاپلینی گفت: «این یک تغییر منحصر به فرد و رادیکال است.

دکتر. کاپلینی گمان می کند که این تغییر زمانی رخ داده است که مغز انسان های اولیه حدود یک میلیون سال پیش گسترش یافته است. در حالی که یک مغز بزرگ احتمالاً قدرت ذهنی اجداد ما را تقویت می کند، خطرات جدیدی نیز ایجاد می کند. سر بزرگ نوزادان ممکن است در کانال زایمان گیر کند. انتخاب طبیعی منحنی های جدیدی را بر روی ایلیوم ترجیح داد که به مادران انسان کانال تولد گردتری داد و زایمان را آسان تر کرد.

Dr. تیم Capellini مشتاق ادامه تحقیقات خود هستند تا تاریخچه لگن را بهتر درک کنند و بدانند که چگونه تکامل آن در انسان ما را در برابر برخی اختلالات آسیب پذیر کرده است. اما در ماه مه، دولت ترامپ میلیاردها دلار بودجه به هاروارد، از جمله کمک مالی که از تحقیقات لگن حمایت می‌کرد، خاتمه داد. در آن زمان، دکتر کاپلینی و همکارانش تنها دو سال از یک پروژه پنج ساله گذشته بودند.

دکتر کاپلینی گفت: «همه ما متعجبیم که اگر این بودجه را از دست نمی دادیم، چه اتفاقی می افتاد.