Selon les scientifiques, deux petits changements génétiques ont remodelé le bassin humain, plaçant nos premiers ancêtres sur la voie de la marche debout.
Un changement génétique a fait basculer l’ilium – l’os sur lequel reposent vos mains lorsque vous les posez sur vos hanches – de 90 degrés. La rotation a réorienté les muscles qui s'attachent au bassin, transformant un système permettant de grimper et de courir sur les quatre jambes en un seul système permettant de se tenir debout et de marcher sur deux jambes. L'autre changement a retardé le temps nécessaire à l'ilium pour durcir du cartilage mou à l'os, rapportent le biologiste évolutionniste Gayani Senevirathne de l'Université Harvard et ses collègues dans le rapport du 25 septembre. Nature. Le résultat : un bassin distinctif en forme de bol qui soutient un corps droit.
Même si les primates non humains peuvent marcher debout dans une certaine mesure, ils se déplacent généralement à quatre pattes. Les changements nouvellement identifiés dans le développement pelvien humain étaient « essentiels pour créer et déplacer les muscles qui se trouvent habituellement sur le dos de l’animal, poussant l’animal vers l’avant, puis se trouvant désormais sur les côtés, nous aidant à rester debout pendant que nous marchons », explique le co-auteur Terence Capellini, biologiste évolutionniste à Harvard.
Les chercheurs ont examiné au microscope de minuscules tranches de tissu pelvien en développement provenant d’humains, de chimpanzés et de souris et ont associé ces résultats à l’imagerie CT. Le cartilage iliaque humain se développe latéralement et non verticalement comme c'est le cas chez d'autres primates, a découvert l'équipe. De plus, la transition du cartilage vers l'os est plus lente que chez les primates non humains et que dans d'autres parties du corps humain. Ensemble, ces changements permettent au bassin de s’étendre latéralement et de conserver sa forme large en forme de bol à mesure qu’il grandit.
Une analyse génétique a lié ces changements à des interrupteurs biologiques qui contrôlent l'activité des gènes. Chez l’homme, les gènes formant le cartilage se sont activés dans les régions de l’ilion en croissance, ce qui a incité l’os à se développer horizontalement. Les gènes responsables de la formation des os se sont activés plus tard et à différents endroits, retardant le processus de durcissement et permettant au cartilage de se dilater latéralement. Le temps de croissance supplémentaire contribue à façonner le bassin court et large qui donne aux humains une stabilité sur deux jambes.
Étant donné que les gènes de développement sont en grande partie les mêmes chez les primates, l’équipe en déduit que l’activité de recâblage génétique s’est produite tôt dans la lignée des hominidés, après que les humains se soient séparés des chimpanzés. Les résultats renforcent une idée centrale de la biologie évolutive du développement : les grands progrès en anatomie proviennent souvent de changements subtils dans le moment et l’emplacement de l’activité des gènes plutôt que de gènes entièrement nouveaux.
« Ce que les travaux de Terry et de son laboratoire ont montré, c'est qu'il ne s'agit pas simplement d'une rotation, mais d'une manière différente de grandir », explique l'anthropologue Carol Ward de l'Université du Missouri en Colombie. « L'un des aspects les plus significatifs de ce changement est qu'il montre à quel point il était essentiel d'acquérir la capacité de se tenir debout sur un pied à la fois, ce qui nous permet de marcher sur deux pieds. »
Les recherches de l’équipe n’ont pas commencé comme une histoire d’évolution. Financés par les National Institutes of Health, les scientifiques étudiaient la formation du bassin et des genoux pour mieux comprendre les troubles de la hanche. « Il était orienté vers la recherche biomédicale », explique Capellini, « comprenant comment on construit un bassin et pourquoi c'est différent [from other primates and mice]et plus important encore, pourquoi cela conduit à la maladie.
Ironiquement, les changements qui ont rendu la marche possible pourraient également avoir rendu nos hanches plus vulnérables à l'arthrose, qui est beaucoup plus fréquente chez les humains que chez les autres primates.
Les changements pourraient également avoir eu un autre effet d’entraînement inattendu, spécule Capellini. Des hanches plus larges auraient pu ouvrir la voie à un canal de naissance plus spacieux qui aurait ensuite permis l'évolution de bébés au cerveau plus gros. « C'est une question théorique intéressante », dit-il, « mais elle aurait pu en réalité faciliter l'évolution future du cerveau. »
