研究發現人類骨盆如何演變成支持直立行走的關鍵結構

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你有沒有想過，為什麼我們人類能夠直立行走，而其他像是大猩猩和黑猩猩這樣的親戚，卻還是得趴著走呢？其實，這個問題的答案藏在我們的骨盆裡！哈佛大學的特倫斯·卡佩利尼教授和他的團隊，最近在《Nature》期刊上發表了一篇研究，揭示了我們骨盆這個「直立行走的基石」，是如何一步步演變成現在的模樣的。

我們的骨盆和大猩猩的骨盆差別可大了。大猩猩的骨盆像一個高高的、窄窄的框架，這樣的結構適合爬樹，但對直立行走並不友好。而我們的骨盆，則像一個寬闊的碗，適合支撐我們站立和走路的需求。可是，為什麼會有這麼大的變化呢？這一切其實是從數百萬年前，某些基因的改變開始的。


與早期髖骨發育密切相關



圖片解釋了人類髖骨在演化與發育上的關鍵轉變，幫助我們從四足走路進化成直立行走。
a：在非人靈長類和老鼠，髖骨呈縱向生長並從中段開始骨化；在人類，早期髖骨前後變寬、上下縮短，骨化則延遲並從後方向外放射，使髖骨變得又短又寬。
b：隨著骨化進行，臀大肌、臀中肌、臀小肌及股直肌等重要肌群早期就附著其上，為直立行走打下基礎。
c：SOX9、PTH1R、RUNX2 等基因共同控制這些發育轉變，改造了我們的髖骨結構，成為人類能夠邁開雙腿的關鍵。
圖／《Nature》


卡佩利尼教授和他的團隊，透過分析128個來自人類和其他靈長類動物的胚胎樣本，發現了骨盆變化的兩個關鍵步驟。首先，人類髖骨的生長板發生了90度旋轉，讓髖骨變得更寬，這是為了支持直立行走。接著，骨盆的骨化過程也發生了變化，我們的髖骨從後部開始生長，並向外擴展，這是我們能夠維持穩定行走的關鍵。

除此之外，研究團隊還發現了三個在這些變化中扮演重要角色的基因：SOX9、PTH1R和RUNX2。這些基因不僅控制著骨盆形狀的變化，還關係到我們的大腦如何發育。這些發現還指出，這些變化大約發生在500萬到800萬年前，當時我們的祖先與大猩猩的分歧開始出現。

這些基因變化不僅幫助我們適應直立行走，還解釋了「分娩困境」的問題——隨著大腦變得更大，骨盆必須足夠寬闊來容納它們，同時還要兼顧有效的行走。事實上，從4.4百萬年前的Ardipithecus ramidus到3.2百萬年前的Australopithecus afarensis，我們的骨盆形狀已經開始顯示出這些「雙足行走特徵」。

這項研究不僅讓我們對人類骨盆的演變有了更深的了解，還讓我們明白，為什麼人類能夠在地球上四處走動，這一切都跟那個在我們身體裡的「骨盆」密切相關！而且這些發現，也將幫助我們更好地理解大腦發展與基因疾病的關聯，甚至對未來的醫學研究也有啟發。



資料來源 : 明日科學
https://tomorrowsci.com/globalnews/20250903_01/