Když Charles Darwin roku 1859 vydal svůj slavný spis O původu druhů, ještě si netroufl vyslovit, že i lidé jsou výsledkem evoluce. To přišlo až o dvanáct let později v knize O původu člověka. V ní mimo jiné napsal, že právě vzpřímená chůze představuje jeden z nejvýraznějších znaků lidstva..

Nová studie publikovaná v časopise Nature nyní ukazuje, jaké mechanismy k bipedii vedly. Naši dávní předkové se postavili na dvě nohy díky tomu, že staré geny začaly v lidském embryu fungovat novým způsobem:

některé se aktivovaly na dosud neobvyklých místech, další se zapínaly a vypínaly v jiných časech.

Jedním ze zcela zásadních prvků pro vznik vzpřímené chůze je kyčelní kost, odborně ilium. Je to největší kost pánve, kterou nahmatáme, když si položíme ruku na bok. Ilium vytváří jakousi misku kolem břicha, kotví se k němu svaly potřebné pro chůzi, podpírá pánevní dno a zajišťuje i porodní cesty.

Právě proto je jeho stavba pro život člověka důležitá, avšak dlouho nebylo jasné, jak vlastně vzniká. „Je to pro mě neuvěřitelné,“ říká vývojový genetik z Harvardu Terence Capellini. „Na to, jak je ilium podstatné pro to, jak chodíme a jak rodíme, přesto o něm víme překvapivě málo.“.

Capelliniho tým proto spustil rozsáhlý výzkum, který se na tuto kost podrobně zaměřil. Například postdoktorandka Gayani Senevirathne analyzovala tkáně lidských plodů z univerzitní sbírky ve Washingtonu a vytvářela trojrozměrné modely vyvíjejícího se ilia.

Zkoumala, jaké buňky se na jeho růstu podílejí a které geny se v nich aktivují. Stejné pokusy pak provedla i na myších embryích, což umožnilo srovnání. Jenže myši jsou lidem příbuzné přece jen pouze vzdáleně, a tak vědci začali shánět embrya primátů, ať už šimpanzů, gibona nebo lemura.

Senevirathne kvůli tomu objížděla americká i evropská muzea. Z jedné cesty si přivezla dokonce bedny se sto let starými sklíčky s řezy lemurových embryí. „Bála jsem se, že nás zastaví policie,“ směje se dnes. „Ale stálo to za to, ten materiál jsme skutečně potřebovali.“.

Celkem vědci prostudovali 18 druhů primátů. Výsledek? U všech se ilium vyvíjí podobně jako u myší: dvě chrupavčité tyčinky vyrůstají souběžně s páteří, s níž se pak spojí. Jenže u člověka je to jinak. „Kupodivu to není postupný proces, ale úplný obrat,“ vysvětluje Capellini.

Lidské ilium nezačíná růst rovnoběžně s páteří, ale kolmo na ni, jeden konec směřuje dopředu k břichu, druhý dozadu. Tak lidská pánev získává svůj v živočišné říši unikátní tvar.

Ještě překvapivější bylo zjištění, že tyto kosti při své tvorbě využívají stejné geny jako myši, jen s jiným načasováním a vzorcem aktivace. Molekuly z okolních buněk spouštějí jinou sekvenci zapínání a vypínání genů, což vede k novému směru růstu.

„To dává smysl,“ potvrzuje bioložka Camille Berthelot z pařížského Institutu Pasteura, která se na studii nepodílela. „Tvar kostí lze měnit jen omezenými způsoby a změny v regulaci starých genů jsou jedním z nich.“.

Podle autorů právě tento na první pohled detail umožnil našim předkům postavit se na zadní a vykročit po nich. Nový typ pánve totiž poskytl oporu svalům, které pak mohly udržet vzpřímenou postavu. Později, asi před milionem let, se však kyčelní lopata proměnila znovu, tentokrát kvůli růstu lidského mozku.

Lebky novorozenců se zvětšovaly a hrozilo, že uvíznou v porodních cestách. Evoluce proto zvýhodnila ženy s oblejší pánví a kulatějším porodním kanálem.

Studie tak ukazuje nejen, jak staré geny našly nové využití, ale i to, že naše schopnost chodit a rodit je výsledkem dvou zásadních přestaveb jediné kosti. „Ukazuje, že lidské tělo se dokázalo vyvíjet způsoby, jaké jinde nenajdeme,“ uzavírá Capellini.