Si le biologiste de l’évolution Terence D. Capellini devait classer les parties du corps qui font de nous des êtres humains par excellence, le bassin se placerait près du sommet.
Après tout, sa conception permet aux humains de marcher debout sur deux jambes (contrairement à nos cousins primates) et aux mères de donner naissance à des bébés avec de grosses têtes (donc de gros cerveaux). Sur le plan anatomique, le bassin est bien compris, mais cette connaissance commence à s’effondrer lorsqu’il s’agit de savoir comment et quand cette structure extrêmement importante prend sa forme au cours du développement.
Une nouvelle étude du laboratoire de Capellini est en train de changer cela. Publié dans Avancées scientifiques, l’ouvrage montre quand pendant la grossesse le bassin prend forme et identifie les gènes et les séquences génétiques qui orchestrent le processus. Les travaux pourront un jour faire la lumière sur l’origine génétique de la bipédie et ouvrir la porte à des traitements ou des prédicteurs de troubles de l’articulation de la hanche, comme la dysplasie de la hanche et l’arthrose de la hanche.
« Cet article est vraiment axé sur ce que tous les humains partagent, à savoir ces modifications du bassin qui nous ont permis de marcher sur deux jambes et nous ont permis de donner naissance à une grosse tête fœtale », a déclaré Capellini, professeur nouvellement titulaire au Département. of Human Evolutionary Biology et auteur principal de l’étude.
L’étude montre que de nombreuses caractéristiques essentielles à la marche humaine et à la naissance se forment autour de 6 à 8 semaines pendant la grossesse. Cela inclut des caractéristiques pelviennes clés uniques aux humains, comme sa forme incurvée et en forme de bassin. La formation se produit alors que les os sont encore du cartilage afin qu’ils puissent facilement se courber, tourner, se dilater et se développer.
Les chercheurs ont également constaté que lorsque d’autres cartilages du corps commencent à se transformer en os, cette section pelvienne en développement reste plus longtemps sous forme de cartilage, elle a donc le temps de se former correctement.
« Il semble y avoir un blocage qui se produit et ce blocage permet au cartilage de continuer à se développer, ce qui était assez intéressant à trouver et surprenant », a déclaré Capellini. « J’appelle cela une zone de protection. »
Les chercheurs ont effectué un séquençage d’ARN pour montrer quels gènes de la région déclenchent activement la formation du bassin et bloquent l’ossification, qui transforme normalement le cartilage plus mou en os dur. Ils ont identifié des centaines de gènes qui sont activés ou désactivés au cours de la période de 6 à 8 semaines pour former l’ilium dans le bassin, les os les plus grands et les plus hauts de la hanche avec des structures en forme de lame qui se courbent et tournent dans un bassin pour soutenir la marche sur deux jambes.
Par rapport aux chimpanzés et aux gorilles, la réorientation plus courte et plus large de nos lames pelviennes permet aux humains de ne pas avoir à déplacer la masse de notre poids vers l’avant et à utiliser nos jointures pour marcher ou garder l’équilibre plus confortablement. Il aide également à augmenter la taille du canal de naissance. Les singes, en revanche, ont des canaux génitaux beaucoup plus étroits et des os ilioniques plus allongés.
Les chercheurs ont commencé l’étude en comparant ces différences dans des centaines d’échantillons de squelettes d’humains, de chimpanzés et de gorilles. Les comparaisons ont démontré les effets saisissants que la sélection naturelle a eus sur le bassin humain, l’ilium en particulier.
Pour voir quand l’ilium et les éléments pelviens formant le canal génital ont commencé à prendre forme, les chercheurs ont examiné au microscope des embryons âgés de 4 à 12 semaines avec le consentement de personnes ayant légalement interrompu leur grossesse. Les chercheurs ont ensuite comparé des échantillons du bassin humain en développement avec des modèles de souris pour identifier les interrupteurs marche/arrêt déclenchant la formation.
Les travaux ont été dirigés par Mariel Young, une ancienne chercheuse diplômée du laboratoire de Capellini qui a obtenu son doctorat en 2021. L’étude était une collaboration entre le laboratoire de Capellini et 11 autres laboratoires aux États-Unis et dans le monde. En fin de compte, le groupe veut voir ce que ces changements signifient pour les maladies courantes de la hanche.
« Marcher sur deux jambes a affecté notre forme pelvienne, ce qui affecte notre risque de maladie plus tard », a déclaré Capellini. « Nous voulons révéler ce mécanisme. Pourquoi la sélection sur le bassin affecte-t-elle notre risque ultérieur de maladie de la hanche, comme l’arthrose ou la dysplasie. Il sera essentiel d’établir ces connexions au niveau moléculaire. »
Mariel Young et al, Les impacts développementaux de la sélection naturelle sur la morphologie pelvienne humaine, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abq4884