Una de las cosas que nos asusta es encontrarnos los restos de una persona muerta, el cráneo o los huesos. De hecho, una de las señales reconocidas de la piratería es la de una bandera con un cráneo con unos fémures cruzados (o con dos espadas cruzadas, entre otras variantes), implicando la muerte de quien se resistiera al embate pirata. Asumimos que los esqueletos —solo visibles cuando la carne y los tejidos blandos del cuerpo se degradan— son inmóviles. Todos hemos visto láminas con el esqueleto humano para estudiar anatomía, pero ver un esqueleto en movimiento nos da más miedo. Sin embargo, el esqueleto está diseñado y ha evolucionado para sostener nuestro cuerpo en movimiento, y una de las diferencias más visibles con los otros mamíferos tetrápodos (con cuatro extremidades) es que solo andamos sobre las dos extremidades posteriores, las piernas. La adquisición del bipedismo y la liberación de las manos (en las extremidades anteriores) para hacer tareas de alta precisión es un hecho primordial en la evolución humana. Por lo tanto, aunque nuestro esqueleto adquiere sentido cuando lo estudiamos en movimiento, todavía nos sorprende ver una animación. De hecho, una de las escenas con efectos especiales memorables de la primera película "Desafío total" (basada en una novela de ciencia ficción de Philip K. Dick) es cuando se ven los esqueletos de pasajeros a punto de subir a un crucero hacia Marte —incluyendo a Arnold Schwarzenegger con una pistola— caminando a lo largo de un túnel detector de rayos X.
El camino al bipedismo ha requerido muchos cambios en el organismo, pero estos cambios también nos hacen más susceptibles tanto a los traumatismos por caída (somos más inestables que los cuadrúpedos) como a las enfermedades musculoesqueléticas (dolores lumbares, de la cadera o la rodilla, artrosis...). ¿La pregunta subsiste? ¿Desde cuándo y por qué los humanos somos bípedos? Esta pregunta ha sido abordada sobradamente por la paleoantropología, pero gran parte de la respuesta radica en nuestros genes. A excepción de la altura humana, que es fácilmente mesurable y ha sido estudiada genéticamente analizando a más de 5 millones de individuos, la explicación genética al crecimiento diferencial entre los huesos de nuestro esqueleto con respecto al de otros simios o mamíferos ha sido difícil porque siempre se han analizado muestras pequeñas de humanos o de modelos animales, y poco representativas de la diversidad humana y de la de otros animales evolutivamente próximos.
Justamente la portada de la revista Science de esta semana nos compara los datos genéticos y las de imágenes de rayos X de cuerpo completo de más de 31.000 personas, con el fin de comparar las variantes genéticas con diferentes medidas esqueléticas del cuerpo, como, la anchura de hombros, la anchura de cadera, la longitud del torso, el ángulo femoral-tibial, y la medida de los huesos largos de los brazos y piernas, normalizadas por la altura. Además de analizar la variabilidad humana y la diferencia esquelética con otros simios, también se ha analizado la susceptibilidad a sufrir enfermedades humanas, algunas de las cuales, como la osteoartritis de cadera y rodilla, son la causa mayoritaria de dependencia y discapacidad en las personas mayores en Europa y los Estados Unidos.
Todas las medidas esqueléticas analizadas son altamente heredables (en torno al 30% al 50%) y los análisis de asociación global de todo el genoma (GWAS) buscando variantes genéticos comunes que expliquen las diferentes proporciones corporales (analizando en torno a 7,4 millones de posiciones variables, denominadas SNPs, de nuestro genoma), han permitido identificar 145 genes principales que controlan estas características. Como era de esperar, son genes que regulan el desarrollo esquelético y de los cartílagos y que, o bien ya habían sido identificados en enfermedades humanas minoritarias que afectan elementos del esqueleto, o bien se habían encontrado en modelos de ratón que desarrollan este tipo de enfermedades. ¿Si ya conocíamos muchos de los genes, me podéis preguntar, qué nos ha aportado este estudio que sea nuevo o interesante? Nos ha aportado valores de correlación estadística más ajustados, por ejemplo, según sus resultados, el tamaño de las extremidades está controlada por genes diferentes de los que controlan la anchura y las proporciones del torso. Por otra parte, hay relación genética entre las longitudes del húmero y el fémur, y entre las longitudes del radio y la tibia, pero no entre las del húmero y la tibia, o el fémur con el radio.
Uno de los más claros resultados del trabajo es que hay diferencias entre sexos biológicos: cuando se analizan los dos sexos biológicos de forma separada, la asociación genética de las variantes analizadas y su impacto sobre casi todas las medidas esqueléticas es más elevada en hombres que en mujeres
Además, elaboran valores de riesgo poligénico entre variantes genéticas, medidas corporales y la probabilidad de desarrollar ciertas enfermedades musculoesqueléticas. Por ejemplo, la altura y la longitud del torso están asociadas a lumbalgias, pero, en cambio, estarían negativamente relacionadas con la osteoartritis de la rodilla (por lo tanto, se trataría de dos condiciones nada relacionadas). La longitud del húmero estaría más relacionada con la osteoartritis de cadera, pero ni la longitud del húmero ni la del fémur se relacionarían con la lumbalgia. También hay que tener en cuenta que uno de los más claros resultados del trabajo es que hay diferencias entre sexos biológicos: cuando se analizan los dos sexos biológicos de forma separada, la asociación genética de las variantes analizadas y su impacto sobre casi todas las medidas esqueléticas es más elevada en hombres que en mujeres. Por lo tanto, los análisis cuantitativos del impacto genético sobre las proporciones esqueléticas se tienen que efectuar separadamente por sexo biológico, si se quiere ganar en precisión, igual que pasa con otras medidas antropométricas.
Por último, han identificado variantes genéticas específicas, como las asociadas a las relaciones entre las longitudes del brazo-pierna y la anchura de la cadera, en genes que han evolucionado más rápidamente en los homínidos con respecto a otros simios. De hecho, si se compara con la evolución de otros sistemas —como el cardiovascular o el inmunológico u otras características metabólicas—, estas variantes genéticas se localizan en genes de evolución acelerada en el linaje humano y explicarían la longitud menor de nuestros brazos con respecto a las piernas, un cuerpo más estirado y una pelvis más estrecha, el cambio del ángulo entre fémur y tibia, y la reorientación de la columna vertebral, todas ellas proporciones esqueléticas que nos caracterizan como humanos con respecto a nuestros primos hermanos.