自达尔文以来，科学家就知道直立行走是人类与其他猿类分道扬镳的关键。但科学家却始终不清楚，这种特征是如何在发育过程中一步步塑造出来的。
骨盆常被称为直立行走的“基石”。解剖学家早就知道，人类的骨盆在灵长类动物中是独一无二的。在人类下半身的所有部位中，骨盆在数百万年的进化里发生了最为剧烈的改变。但进化是如何完成这场“极限改造”的，一直是个谜题。
在一项新发表在《自然》的研究中，一组研究人员比较了人类与其他灵长类动物在骨盆胚胎发育过程中的差异，他们发现在胚胎发育阶段，人类骨盆经历了两处发育上的独特变化，进而塑造了最适合两足行走的人类骨盆。
追溯骨骼的形成过程
骨骼的形成通常经历两个过程。首先，一种被称为软骨的结缔组织会先长成未来骨骼的大致形状，形成一个“支架”。接着，通过一个被称为骨化的过程，这个支架会逐渐转变为骨骼。
在新的研究中，研究人员就分析了骨骼发育的这两个阶段是如何共同决定了人类骨盆的形态模式的。他们从解剖学、组织学和基因组学三个层面，对人类骨盆样本进行了分析。随后，他们又将人类的骨盆发育过程，与小鼠胚胎以及包括长臂猿、黑猩猩在内的其他灵长类物种进行比较。
分析结果发现，与其他灵长类动物和小鼠相比，人类的骨盆在软骨生长和骨化方式上都格外不同，尤其是髂骨。
两次关键的转折
髂骨是骨盆的一部分，不仅支撑着内脏器官，还为臀肌提供附着点，从而在行走时帮助维持身体平衡。
过去的研究表明，在骨盆的进化历程中，最早发生变化的就是髂骨。相比猿类，人类的髂骨更短、更宽，并向身体两侧展开。后来，为了顺应人类婴儿头大、肩宽的特点，髂骨又被进一步“改造”，以适应分娩。不过，这些形态变化究竟由哪些基因和发育机制驱动，一直是未解之谜。
现在，新的分析结果显示，人类髂骨之所以能形成如此独特的形状，并成为支撑两足行走的基础，与其发育过程中的两个关键步骤有关。
第一步出现在髂骨软骨的早期发育阶段。在妊娠7周后，早期骨发育会形成一根垂直的软骨棒，这在非人类灵长类动物中也类似。但在人类中，髂骨软骨在形成后不久就会旋转90度。这一变化使得髂骨由“高而窄”变成了“矮而宽”；
第二步发生在发育后期，即妊娠24周之后。此时髂骨软骨会开始“骨化”，被骨细胞取代。与其他灵长类不同的是，人类胚胎发育阶段的骨化进程被重新调整了时间表：一些骨细胞出现得要晚得多，这使软骨细胞能够在骨盆生长过程中持续保持其形状。
因如何塑造骨盆
除了揭示人类与非人类胚胎在骨盆形成上的差异外，研究人员还鉴定出了一系列控制骨盆发育的遗传因素。
在进一步的单细胞多组学和空间转录组学研究中，他们发现了300多个相关基因，其中包括三个发挥巨大作用的基因——SOX9和PTH1R（与软骨的转向有关），以及RUNX2（与骨化时间的变化有关）。
这些基因的重要性，在相关疾病中也得到了印证：例如SOX9突变会导致髋骨异常狭窄，缺乏外展；PTH1R突变则与其他骨骼疾病相关。
进化与意义
研究人员认为，这种软骨转向大约发生在500万至800万年前，正是人类祖先与非洲猿类分道扬镳的时候。而骨化延迟则可能出现在最近的 200万年。
古人类的两足行走是在数百万年进化过程中形成的关键特征，这一过程需要骨骼和细胞层面经历无数次适应性改变。研究人员表示，这项研究提供了一个重要的视角，让我们能更深入地理解在人类进化旅程中，独特的骨盆是如何逐渐形成的。
#参考来源：
https://news.harvard.edu/gazette/story/2025/08/solving-evolutionary-mystery-of-how-humans-came-to-walk-upright/
https://www.nature.com/articles/d41586-025-02734-0
https://www.nature.com/articles/d41586-025-02424-x
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09399-9
#图片来源：
封面图&首图：Taokinesis / Pixabay
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