 |
Hình minh họa. Nguồn: Nick Veasey/SPL via Alamy |
Trong quá trình tiến hóa, xương chậu của loài người phát triển thành hình dạng rộng và cong - hình dạng cần thiết cho dáng đi thẳng bằng hai chân. Nhưng quá trình đó diễn ra như thế nào thì vẫn chưa rõ ràng. "Xương chậu người khác biệt hoàn toàn so với tinh tinh và khỉ đột, vì vậy chúng tôi muốn tìm hiểu chuyện gì đã xảy ra," Terence Capellini - nhà di truyền học phát triển tại Đại học Harvard (Mỹ), đồng tác giả, cho biết.
Để tìm hiểu, nhóm nghiên cứu phân tích các thay đổi về giải phẫu, mô học và hệ gen trong các mẫu xương chậu người ở những giai đoạn phát triển khác nhau. Sau đó, họ so sánh sự phát triển của xương chậu người với quá trình này ở phôi chuột và phôi các loài linh trưởng như vượn tay dài và tinh tinh. Các mẫu phôi này được bảo quản có khi đến hàng trăm năm ở các bảo tàng.
Kết quả, nghiên cứu xác định được hai bước phát triển độc đáo của xương cánh chậu (ilium, phần rộng nhất, ở phía trên cùng của khung chậu) ở người, tạo nên hình dạng đặc trưng của nó và do đó cho phép nó hỗ trợ việc đi lại bằng hai chân.
Bước đầu tiên xảy ra trong giai đoạn phát triển sớm của sụn xương cánh chậu. Ở tuần thứ 7 của thai kỳ, sụn xương cánh chậu có hình dạng thẳng đứng, tương tự ở các loài linh trưởng không phải người. Điều xảy ra tiếp theo mới khiến khung chậu của con người khác biệt so với các loài linh trưởng - ngay sau khi hình thành, sụn xương cánh chậu ở người xoay 90 độ, khiến cho khung chậu phát triển theo chiều ngang nhiều hơn thay vì chiều dọc, hay nói cách khác là khung chậu trở nên ngắn và rộng.
Bước thứ hai đặc trưng ở người xảy ra vào tuần thứ 24 của thai kỳ, khi sụn xương cánh chậu bắt đầu được thay thế bằng các tế bào xương (quá trình "cốt hóa"). Một số tế bào xương này hình thành muộn hơn nhiều so với các loài linh trưởng khác, cho phép sụn tồn tại lâu hơn, từ đó duy trì được hình dạng ngắn và rộng của khung chậu trong quá trình phát triển, thay vì bị hóa thành xương cứng quá sớm.
Hai đặc điểm này kết hợp lại đã tạo nên xương chậu lý tưởng cho việc đi lại bằng hai chân.
Bên cạnh việc phân biệt sự hình thành xương chậu ở phôi người và phôi của các loài linh trưởng, nhóm nghiên cứu còn phát hiện một loạt yếu tố di truyền kiểm soát cách xương chậu phát triển. Họ đã xác định năm gen tạo ra các tín hiệu phân tử cho sự phát triển của sụn và quá trình cốt hóa ở xương cánh chậu.
"Khối lượng công việc thật đáng kinh ngạc," Daniel Schmitt, nhà nhân học sinh học tại Đại học Duke (Mỹ), nhận xét. "Nghiên cứu này tiết lộ những cơ chế cho phép xương thay đổi hình dạng – điều trước đây chúng ta chưa từng biết – và giờ có thể áp dụng để xem xét toàn bộ bộ xương."
Nghiên cứu đã được công bố mới đây trên Nature.
Nguồn:
https://www.nature.com/articles/d41586-025-02734-0
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09399-9
Công Nhất