ويُعتقد أن التحول التدريجي إلى الحركة على قدمين جعل الرئيسيات أكثر قدرة على التكيف مع البيئات المتنوعة وحرر أيديهم للاستفادة من الأدوات، تلك التي بدورها سرعت التطور المعرفي. ومع هذه التغييرات، تم تمهيد الطريق للإنسان الحديث.

وتم الكشف الآن عن التغييرات الجينية التي جعلت من الممكن الانتقال من الركض القائم على المفصل إلى المشي المنتصب عند البشر في دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة كولومبيا وجامعة تكساس.

واكتشف العلماء الجينات التي أعطت البشر القدرة على الوقوف والمشي منتصباً منذ نحو ستة ملايين سنة. ويعتقدون أن هذه الجينات شكلت الهيكل العظمي البشري لعشرات الآلاف من السنين "من عرض أكتافنا إلى طول أرجلنا".

وفي الورقة البحثية المنشورة في مجلة Science، حدد الفريق المتغيرات (التغييرات الدائمة في تسلسل الحمض النووي) المرتبطة بالتهاب المفاصل، ما يفتح الباب على الأرجح لمستقبل حيث يمكن للأطباء التنبؤ بشكل أفضل بخطر إصابة المريض به.

وقال تارجيندر سينغ، الأستاذ المساعد في علم الجينوم الحسابي والإحصائي في كلية الأطباء والجراحين بجامعة كولومبيا، والقائد المشارك للدراسة: "على المستوى العملي، حددنا أيضا المتغيرات الجينية والميزات الهيكلية المرتبطة بالورك والركبة والتهاب المفاصل، وهي الأسباب الرئيسية لإعاقة البالغين في الولايات المتحدة".

وتعد القدرة على المشي منتصبا، والمعروفة باسم المشي على القدمين، إحدى السمات الجسدية المميزة للبشرية.

باستخدام مزيج من التعلم العميق (شكل من أشكال الذكاء الاصطناعي) ودراسات الارتباط على مستوى الجينوم، أنشأ علماء جامعتي كولومبيا وتكساس أول خريطة للمناطق الجينومية المسؤولة عن التغيرات الهيكلية في الرئيسيات التي أدت إلى المشي المستقيم. وتكشف الخريطة أن الجينات التي تكمن وراء التحولات التشريحية التي لوحظت في السجل الأحفوري تأثرت بقوة من خلال الانتقاء الطبيعي ومنحت البشر الأوائل ميزة تطورية.

وحلل الفريق خلال الدراسة أكثر من 31 ألف صورة بالأشعة السينية لكامل الجسم من البنك الحيوي في المملكة المتحدة، وهي قاعدة بيانات على الإنترنت للسجلات الطبية وسجلات نمط الحياة لأكثر من نصف مليون بريطاني.

واستخدم الفريق بعد ذلك نهجا يُعرف باسم دراسات الارتباط على مستوى الجينوم، حيث حددوا الجينات المرتبطة بحالة أو سمة معينة، لتحديد المناطق في الجينوم، وهي المجموعة الكاملة من الحمض النووي، المرتبطة بالهيكل العظمي البشري.

وقال العلماء إنهم وجدوا 145 نقطة في الجينوم تتحكم في أبعاد الهيكل العظمي.

وقال فاجيش ناراسيمهان، الأستاذ المساعد في علم الأحياء التكاملي بجامعة تكساس في أوستن بالولايات المتحدة: "ما نراه هو أول دليل جيني على وجود ضغط انتقائي على المتغيرات الجينية التي تؤثر على أبعاد الهيكل العظمي، ما يتيح الانتقال من المشي على مفاصل الأصابع إلى المشي على قدمين".

ووجد الفريق أيضا أن الأشخاص الذين لديهم نسبة أعلى من عرض الورك إلى الطول كانوا أكثر عرضة للإصابة بهشاشة العظام وألم في الوركين.

وكان أولئك الذين لديهم نسب أعلى من طول عظم الفخذ إلى الطول أكثر عرضة للإصابة بالتهاب المفاصل في ركبهم وآلام الركبة ومشاكل أخرى في الركبة.

وقال الفريق إن الذين لديهم نسبة أعلى من طول الجذع إلى الطول ككل هم أكثر عرضة للإصابة بآلام الظهر.

قال إيكوراست كون، طالب الدراسات العليا في الكيمياء الحيوية في جامعة تكساس في أوستن والمؤلف الرئيسي للورقة البحثية: "تتطور هذه الاضطرابات من الضغوط الميكانيكية الحيوية على المفاصل على مدى العمر. والنسب الهيكلية تؤثر على كل شيء من مشيتنا إلى طريقة جلوسنا، ومن المنطقي أنها عوامل خطر في هذه الاضطرابات".