Генетики з'ясували, чим люди «розплатилися» за прямоходіння

Вчені з Колумбійського університету з'ясували, які генетичні зміни дозволили людиноподібним приматам перейти до прямоходіння. Дослідження опубліковано в журналі Science.

Автори роботи використовували глибоке навчання (форму штучного інтелекту) для аналізу генетичних даних древніх приматів та понад 30 тисяч знімків тіла сучасних людей із Британського біобанку. Це дозволило створити першу карту 145 ділянок ДНК, відповідальних за зміни скелета у приматів, які призвели до прямоходіння — ширину плечей, довжину тулуба та кут між гомілками та стегнами.

Аналіз показав, що первісні люди, які перейшли до прямоходіння, мали значну еволюційну перевагу. Це призвело до швидкого поширення генетичних варіантів, пов'язаних із прямоходінням.

"З більш практичних речей: ми також визначили генетичні варіанти та особливості скелета, які пов'язані з артритом кульшового, колінного суглоба та спини, основними причинами інвалідності серед дорослих у Сполучених Штатах", - зазначили автори роботи.

Так, невеликі відхилення від середнього відношення ширини стегна до висоті були пов'язані з підвищеним ризиком остеоартриту тазостегнового суглоба, у той час як невеликі відхилення у великогомілково-стегновому вугіллі були пов'язані з підвищеним ризиком остеоартриту колінного суглоба. Це допоможе дослідникам розробити нові способи запобігання та лікування хвороб суглобів.

Глибоке навчання — технологія, створена на зразок нейронних мереж мозку, що дозволяє комп'ютерам робити те, що природно для людини, наприклад, керувати машиною або перекладати тексти. У дослідженні метод використовувався для стандартизації рентгенівських знімків, видалення будь-яких зображень із проблемами якості, а також для точного виміру десятків особливостей скелета. Без глибокого навчання виконання цих завдань у дослідників пішли місяці чи роки.

Перехід до прямоходіння - одна з найважливіших подій в еволюції приматів, що відбулася близько 6 мільйонів років тому. Вважається, що поступовий перехід до пересування на двох ногах зробив приматів адаптованішими до різних умов і звільнив їх руки для використання інструментів, що, у свою чергу, прискорило розвиток мозку.

Фото: Institute for Basic Science