进化研究将双脚膝盖形状的细微变化与晚年生活中的骨关节炎联系起来

人们的膝盖是设计的胜利。这种关节从我们共同的祖先和黑猩猩进化而来，以适应我们的两足动物，这可能为我们作为一个物种的成功做出了贡献。然而，随着现代医学对人类寿命的延长，我们物种已经学会了伴随着这一生物力学杰作的运动的骨关节炎形式的疼痛。

在一项关于遗传特征的新研究中，这种遗传特征有助于使这种复杂的关节成为可能。一个国际研究小组发现，与膝关节发育有关的调节开关也在骨关节炎中发挥作用，骨关节炎是一种部分遗传的疾病，全世界至少有2.5亿人受其困扰。这些发现发表在《细胞》杂志上。

理查德沃尔夫大学人类进化生物系副教授Terence D.Capellini和这篇论文的通讯作者解释了我们膝盖上的负担：

他说，“从进化的角度来看，灵长类动物的膝盖已经从适应四条腿走路的力量，变成了将全部重量放在两条腿上。”“从四足动物变成两足动物会改变力量的分配。我们所有的重量通过臀部和膝盖转移到脚踝。必须改变关节中细胞和关节的形状，以适应这些新的力量。”

这样一个特殊的任务——受限于其来源于更大的灵长类动物的膝盖——优化后的两足膝盖形成了所谓的约束形式，也就是变化不大。Perlini说，“你可以想象，当你为飞机设计零件时，你不会想偏离太多。”

为了理解这种复杂的机制是如何形成的，研究人员寻找加速自然选择的证据：一系列帮助我们直立行走的突变。

卡佩里尼说，“我们想知道我们是否能在致力于膝雕的基因组区域中看到古代进化的迹象——古代选择。”为此，他们寻找特定调节开关的痕迹，这些开关“负责开启和关闭使膝盖成为人类膝盖的遗传物质”。

他们的发现反映了卡佩里尼的建议，表明了“积极选择”——这表明新的膝盖给新生的两足动物带来了进化优势。应选择功能最强的膝关节，通过减少控制关节形成的开关的遗传变化来减少膝关节形态随时间的变化。那个时候，改变的持久性可能并不重要。

“后来，随着人口的增长和漂移，你将开始获得这些基因变异，这将稍微改变你膝盖的形状或你保持膝盖的方式，”丹尼尔理查德博士解释说。人类进化生物学候选人，论文主要作者。这些轻微的偏差作用在这个受约束的膝盖上，会导致骨关节炎的风险。"

这些特征不会影响两个膝盖的成功，因为自然选择会促进使个体达到性成熟并成功繁殖的特征。本质上，因为这种新膝盖为年轻人传递遗传物质提供了优势，所以尽管有这些变异，它仍然存在。我们最后的老年对我们的选择没有什么影响。

理查德说，“我们认为这些微小的变化不会对早期生活产生太大影响。”“但当你一直到50或60岁时，在更长的时间内，你的膝关节复合体几十年来变化很小。最终导致了老年人的骨关节炎。”

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