Khả năng đi bằng hai chân, một đặc điểm nổi bật của loài người, đã được định hình bởi hai thay đổi tiến hóa quan trọng trong khung xương chậu của tổ tiên chúng ta. Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature đã làm sáng tỏ những biến đổi này, vốn đã mở đường cho dáng đi thẳng đứng.
Khung xương chậu của con người có hình dạng ngắn, rộng và cong, khác biệt với các loài linh trưởng khác có phần xương chậu trên cao, hẹp và phẳng. Hình dạng này không chỉ hỗ trợ các cơ quan nội tạng khi đứng thẳng mà còn cung cấp điểm bám cho các cơ giúp duy trì sự cân bằng khi di chuyển. Giáo sư Terence Capellini từ Đại học Harvard, tác giả chính của nghiên cứu, mô tả những thay đổi này là một "sự thay đổi cơ chế hoàn chỉnh" trong quá trình tiến hóa của loài người.
Thay đổi tiến hóa đầu tiên liên quan đến sự tái định hướng của các mảng tăng trưởng sụn trong quá trình phát triển phôi thai. Thay vì phát triển theo chiều dọc, các mảng này đã xoay 90 độ, biến xương cánh chậu từ hình dạng cao, hẹp thành hình dạng rộng và cong. Sự thay đổi này, diễn ra từ 5 đến 8 triệu năm trước, đã cải thiện đáng kể sự cân bằng và hiệu quả năng lượng khi đi thẳng.
Thay đổi quan trọng thứ hai là sự trì hoãn quá trình cốt hóa (hóa xương) của khung xương chậu trong giai đoạn phôi thai. Sự chậm trễ này cho phép sinh ra những em bé có bộ não lớn hơn mà không ảnh hưởng đến cấu trúc khung xương chậu cần thiết cho việc đi bằng hai chân, giải quyết "tình thế tiến thoái lưỡng nan sản khoa". Nghiên cứu đã xác định hơn 300 gen, bao gồm các yếu tố điều hòa và các gen quan trọng như SOX9, PTH1R và RUNX2, đóng vai trò trong những phát triển này, cho thấy sự tiến hóa của dáng đi thẳng là kết quả của sự tương tác phức tạp của nhiều yếu tố di truyền.
Bằng chứng hóa thạch từ các bộ xương cổ như *Ardipithecus ramidus* (khoảng 4,4 triệu năm tuổi) và *Australopithecus afarensis* (khoảng 3,2 triệu năm tuổi) cho thấy những đặc điểm khung xương chậu sớm của dáng đi thẳng. Những thay đổi cấu trúc này không chỉ giúp tổ tiên chúng ta di chuyển hiệu quả, giải phóng đôi tay cho việc sử dụng công cụ, mà còn hỗ trợ sự phát triển của bộ não lớn hơn.
Việc hiểu rõ các cơ chế phát triển này mang lại những hiểu biết mới về cách những biến đổi nhỏ trong quá trình phát triển phôi thai có thể dẫn đến những thay đổi giải phẫu lớn lao, đồng thời có thể giúp giải thích một số tình trạng y tế liên quan đến khung xương chậu và cột sống ở người.