Bipedismo umano: nuovi indizi sul ruolo del bacino nell’influenzare la postura eretta

Il bacino umano svolge tantissimi ruoli, soprattutto nella locomozione e nella postura. Ed ora arrivano nuovi indizi interessanti.

Camminare su due gambe sembra un gesto semplice, quasi scontato. Eppure, dietro a questo tratto che distingue gli esseri umani da tutti gli altri primati, c’è una lunga storia evolutiva caratterizzata da trasformazioni profonde nello scheletro e nei meccanismi di sviluppo. Tra queste, la forma del bacino ha giocato un ruolo centrale: stabilizzare la postura eretta, ma anche per sorreggere gli organi interni e rendere possibile la nascita di neonati con teste voluminose e spalle larghe.

Il segreto si nasconde soprattutto nell’ileo, l’ampia porzione superiore del bacino. Rispetto agli altri primati, il nostro ileo è corto in altezza ma largo trasversalmente, quasi un piatto che abbraccia i fianchi. Questa forma non è un dettaglio da poco: senza di essa, la deambulazione eretta sarebbe instabile e faticosa. Ma il punto cruciale è capire come mai, nel corso dell’evoluzione, l’ileo umano abbia assunto queste caratteristiche così particolari.

Gli studi precedenti avevano osservato il risultato finale, cioè la forma del bacino adulto, ma non avevano spiegato i meccanismi di sviluppo che hanno reso possibile tale trasformazione.

Un lavoro pubblicato su Nature propone finalmente una risposta chiara. Attraverso un’analisi che combina istologia, genomica comparata e genomica funzionale, i ricercatori hanno identificato due passaggi fondamentali: un cambiamento nell’orientamento della cartilagine di crescita dell’ileo e una modificazione nei tempi e nei luoghi in cui avviene l’ossificazione.

Le prime tracce del cambiamento

Il primo aspetto individuato riguarda il cosiddetto piatto di crescita cartilagineo, quella zona in cui le cellule cartilaginee si moltiplicano e si differenziano dando forma all’osso. Negli altri primati, e nei roditori studiati come termine di paragone, questa crescita segue un orientamento longitudinale, cioè lungo l’asse verticale dell’ileo. Negli esseri umani, invece, accade qualcosa di inatteso: già tra il giorno 45 e il 72 di gestazione, le cellule iniziano a disporsi trasversalmente, lungo l’asse orizzontale. È un cambiamento radicale che trasforma l’ileo in una struttura più larga e bassa, piuttosto che alta e stretta.

Questa novità non è solo geometrica, ma anche molecolare. Analisi di trascrittomica spaziale e single-cell hanno mostrato che geni come SOX9 e PTH1R assumono ruoli chiave nel guidare la riorganizzazione delle cellule cartilaginee. Alterazioni in questi geni sono note per provocare malformazioni pelviche, a conferma della loro importanza. Non si tratta però di un singolo cambiamento: i ricercatori hanno trovato tracce di questi cambiamenti in più regioni regolatorie del genoma, chiamate HARs (Human Accelerated Regions), che controllano l’attività di geni coinvolti nello sviluppo scheletrico.

L’ossificazione e il ruolo dei geni

Il secondo passaggio riguarda l’ossificazione, cioè il processo attraverso cui la cartilagine si trasforma in osso. Nei primati non umani e nei topi, la formazione ossea parte dal centro dell’ileo e procede verso l’esterno, in modo piuttosto rapido. Negli esseri umani, invece, il quadro è diverso: l’ossificazione comincia in ritardo, si avvia lungo il margine posteriore del bacino e rimane per molto tempo confinata al pericondrio, cioè alla superficie esterna. Questo ritardo (un vero spostamento temporale, detto eterocronia) permette alla cartilagine di crescere più a lungo e di modellare l’ileo in modo ampio e complesso. Le analisi hanno mostrato che cellule del pericondrio e fibroblasti possono trasformarsi in osteoblasti, cioè in cellule che formano l’osso. Anche qui entrano in gioco fattori genetici precisi: RUNX2 e FOXP1/2 risultano cruciali per dirigere questa ossificazione superficiale e per ritardarne l’internalizzazione.

Gli stessi geni, in altre parti dello scheletro, regolano la degradazione della cartilagine e la formazione rapida di osso interno. In questo caso, invece, la loro attività è stata modulata in modo diverso, probabilmente proprio grazie a cambiamenti in regioni regolatorie specifiche della linea umana. Secondo gli autori, questi due passaggi (riorientamento della cartilagine e ritardo dell’ossificazione) sono interconnessi e hanno permesso all’ileo di mantenere una crescita trasversale e circolare. Questo sviluppo ha creato lo spazio necessario per muscoli e legamenti fondamentali nel cammino bipede e nella postura eretta, come il gluteo medio, il piccolo gluteo e il retto femorale, che si ancorano già in fase embrionale al modello cartilagineo del bacino.