Una de les coses que ens espanta és trobar-nos les restes d’una persona morta, el crani o els ossos. De fet, un dels senyals reconeguts de la pirateria és el d’una bandera amb un crani amb uns fèmurs encreuats (o amb dues espases encreuades, entre altres variants), implicant la mort de qui es resistís a l’embat pirata. Assumim que els esquelets —només visibles quan la carn i els teixits tous del cos es degraden— són immòbils. Tots hem vist làmines amb l’esquelet humà per a estudiar anatomia, però veure un esquelet en moviment ens fa més por. Tanmateix, l’esquelet està dissenyat i ha evolucionat per sostenir el nostre cos en moviment, i una de les diferències més visibles amb els altres mamífers tetràpodes (amb quatre extremitats) és que només caminem sobre les dues extremitats posteriors, les cames. L’adquisició del bipedisme i l’alliberament de les mans (a les extremitats anteriors) per fer tasques d’alta precisió és un fet cabdal a l’evolució humana. Per tant, tot i que el nostre esquelet adquireix sentit quan l’estudiem en moviment, encara ens sorprèn veure’n una animació. De fet, una de les escenes amb efectes especials memorables de la primera pel·lícula “Desafiament total” (basada en una novel·la de ciència-ficció de Philip K. Dick) és quan es veuen els esquelets de passatgers a punt de pujar a un creuer cap a Mart —incloent Arnold Schwarzenegger amb una pistola— caminant al llarg d’un túnel detector de raigs X.
El camí al bipedisme ha requerit molts canvis en l’organisme, però aquests canvis també ens fan més susceptibles tant als traumatismes per caiguda (som més inestables que els quadrúpedes) com a les malalties musculoesquelètiques (dolors lumbars, del maluc o el genoll, artrosi…). La pregunta subsisteix? Des de quan i per què els humans som bípedes? Aquesta pregunta ha sigut abordada a bastament per la paleoantropologia, però gran part de la resposta rau en els nostres gens. A excepció de l’alçada humana, que és fàcilment mesurable i ha sigut estudiada genèticament analitzant més de 5 milions d’individus, l’explicació genètica al creixement diferencial entre els ossos del nostre esquelet respecte al d’altres simis o mamífers ha sigut difícil perquè sempre s’han analitzat mostres petites d’humans o de models animals, i poc representatives de la diversitat humana i de la d’altres animals evolutivament propers.
Justament la portada de la revista Science d’aquesta setmana ens compara les dades genètiques i les d’imatges de rajos X de cos complet de més de 31.000 persones, per tal de comparar-ne les variants genètiques amb diferents mesures esquelètiques del cos, com ara, l’amplada d’espatlles, l’amplada de maluc, la longitud del tors, l’angle femoral-tibial, i la mesura dels ossos llargs dels braços i cames, normalitzades per l’alçada. A més d’analitzar la variabilitat humana i la diferència esquelètica amb altres simis, també s’ha analitzat la susceptibilitat a patir malalties humanes, algunes de les quals, com l’osteoartritis de maluc i genoll, són la causa majoritària de dependència i discapacitat en la gent gran a Europa i els Estats Units.
Totes les mesures esquelètiques analitzades són altament heretables (al voltant del 30% al 50%) i les anàlisis d’associació global de tot el genoma (GWAS) cercant variants genètiques comunes que expliquin les diferents proporcions corporals (analitzant al voltant de 7,4 milions de posicions variables, anomenades SNPs, del nostre genoma), han permès identificar 145 gens principals que controlen aquestes característiques. Com era d’esperar, són gens que regulen el desenvolupament esquelètic i dels cartílags i que, o bé ja havien sigut identificats en malalties humanes minoritàries que afecten elements de l'esquelet, o bé s’havien trobat en models de ratolí que desenvolupen aquest tipus de malalties. Si ja en coneixíem molts dels gens, em podeu preguntar, què ens ha aportat aquest estudi que sigui nou o interessant? Ens ha aportat valors de correlació estadística més ajustats, per exemple, segons els seus resultats, la mida de les extremitats està controlada per gens diferents dels que controlen l’amplada i les proporcions del tors. D’altra banda, hi ha relació genètica entre les longituds de l’húmer i el fèmur, i entre les longituds del radi i la tíbia, però no entre les de l’húmer i la tíbia, o el fèmur amb el radi.
Un dels més clars resultats del treball és que hi ha diferències entre sexes biològics: quan s’analitzen els dos sexes biològics de forma separada, l’associació genètica de les variants analitzades i el seu impacte sobre quasi totes les mesures esquelètiques és més elevada en homes que en dones
A més, elaboren valors de risc poligènic entre variants genètiques, mesures corporals i la probabilitat de desenvolupar certes malalties musculoesquelètiques. Per exemple, l’alçada i la longitud del tors estan associades a lumbàlgies, però, en canvi, estarien negativament relacionades amb l’osteoartritis del genoll (per tant, es tractaria de dues condicions gens relacionades). La longitud de l’húmer estaria més relacionada amb l’osteoartritis de maluc, però ni la longitud de l’húmer ni la del fèmur es relacionarien amb la lumbàlgia. També cal tenir en compte que un dels més clars resultats del treball és que hi ha diferències entre sexes biològics: quan s’analitzen els dos sexes biològics de forma separada, l’associació genètica de les variants analitzades i el seu impacte sobre quasi totes les mesures esquelètiques és més elevada en homes que en dones. Per tant, les anàlisis quantitatives de l’impacte genètic sobre les proporcions esquelètiques s’han d’efectuar separadament per sexe biològic, si es vol guanyar en precisió, igual que passa amb altres mesures antropomètriques.
Per últim, han identificat variants genètiques específiques, com ara les associades a les relacions entre les longituds del braç-cama i l’amplada del maluc, en gens que han evolucionat més ràpidament en els homínids respecte a altres simis. De fet, si es compara amb l’evolució d’altres sistemes —com ara el cardiovascular o l’immunològic o altres característiques metabòliques—, aquestes variants genètiques es localitzen en gens d’evolució accelerada en el llinatge humà i explicarien la longitud menor dels nostres braços respecte a les cames, un cos més allargassat i una pelvis més estreta, el canvi de l’angle entre fèmur i tíbia, i la reorientació de la columna vertebral, totes elles proporcions esquelètiques que ens caracteritzen com a humans respecte als nostres cosins germans.