برخی از سازگاری های آناتومیکی در زانو قبل از اینکه اجداد ما بتوانند روی دو پا راه بروند ضروری بود. زانوی انسان ضخیم تر از زانوی شامپانزه است و با تعداد زیادی سطوح استخوانی و غضروف اضافی تقویت می شود تا قوی تر شود. ترنس دکاپلینی، استاد زیست شناسی تکاملی انسان در دانشگاه هاروارد، می گوید: «مفصل زانوی شامپانزه کاملاً با مفصل زانو ما متفاوت است. شامپانزه‌ها حرکت مشت دارند، روی دو پا نمی‌ایستند و وزنشان به‌طور متفاوتی توزیع می‌شود.

مرکز جرم ما درست روی باسن است، بنابراین وزن به پاها و زانوها منتقل می شود. زانوهای ما طوری طراحی شده اند که وزن را به سمت پایین هدایت کنند. کاپلینی فکر می کند که از آنجایی که زانو برای انسان بسیار مهم است، باید بتوان آثاری از تکامل آن را در ژنوم یافت. در یک مطالعه در سال 2020، گروه او سلول های غضروفی را از جنین انسان و موش در حال رشد برداشتند.

Capellini و همکارانش DNA سلول ها را در جستجوی مناطق ژنومی موسوم به مناطق شتاب دهنده انسان (HARs) توالی یابی کردند. نواحی ژنومی شتاب‌گرفته در انسان مکان‌هایی در ژنوم هستند که توالی آنها در شامپانزه‌ها، اورانگوتان‌ها و دیگر نخستی‌ها دقیقاً یکسان یا بسیار مشابه است، اما در انسان بسیار متفاوت است. به عبارت دیگر، آنها مکان های خوبی برای جستجوی ژن هایی هستند که به انسان شدن ما کمک کرده اند.

مطالعه کاپلینی تعداد زیادی نواحی با شتاب انسان را در سوئیچ های تنظیمی که شکل و بیولوژی زانوی در حال رشد را کنترل می کنند، پیدا کرد. قطعات ژنومی به نام سوئیچ‌های تنظیم‌کننده، بیان ژن‌های دیگر را به‌جای کدگذاری مستقیم برای پروتئین‌ها، کنترل می‌کنند. کاپلینی می گوید: «اگر یک ژن مانند یک لامپ است، یک کلید مانند یک کلید روشنایی است.

به عنوان کنترل، کاپلینی و همکارانش همچنین DNA سلول‌های سایر نواحی اسکلت در حال رشد، مانند آرنج، مچ پا و شانه را توالی‌یابی کردند. در این مناطق، نواحی با شتاب بسیار کمتری در انسان یافت شده است. این نشان می دهد که سوئیچ هایی که شکل زانو را کنترل می کنند در انسان سریعتر از آنهایی که سایر نواحی اسکلت را کنترل می کنند تکامل یافته اند.

اما این موضوع چه ربطی به بیماری انسان دارد؟ خب، در آخرین قطعه پازل، کاپلینی و شاگردانش در حال بررسی مطالعاتی هستند که ژنوم بیماران آرتروز را ترسیم می کند. آرتریت یک بیماری دژنراتیو است که باعث سفتی و درد مفاصل می شود. آنها دریافتند که دقیقا همان ژن هایی که شکل زانو را در جنین های در حال رشد کنترل می کنند در بیماران مبتلا به آرتریت جهش یافته اند. به عبارت دیگر، همان ژن هایی که به ما کمک می کنند روی دو پا راه برویم، اکنون با افزایش خطر ابتلا به آرتریت مرتبط هستند.

کاپلینی می‌گوید: «نقشه‌های زانو برای ایجاد یک زانوی عملکردی تحت یک انتخاب قوی قرار گرفتند و هیچ جهش دیگری تحمل نشد. با این حال، گاهی اوقات جهش‌های کوچک و جزئی باعث ایجاد شکل‌های کمی متفاوت می‌شوند یا کمی زیست‌شناسی زانو را تغییر می‌دهند. این زیست شناسی تغییر یافته در جوانی قابل تحمل است زیرا هماهنگی عصبی عضلانی قوی دارید و می توانید به خوبی راه بروید. اما با افزایش سن، افزایش وزن یا کاهش عضلانی، این تفاوت ها در شکل تاثیر خود را نشان می دهد.

انسان‌ها تحت یک سری تغییرات سریع تکاملی قرار گرفتند که به مغزهای بزرگ‌تر اجازه رشد دادند و نورون‌های بیشتری به قشر مغز، که مسئول استدلال شناختی درجه بالاتر است، اختصاص یافتند.

اندازه مغز انسان در شش میلیون سال از آخرین جد مشترک انسان های هوشمند با شامپانزه ها تقریباً چهار برابر شده است. با این حال، طبق تحقیقات اخیر، بسیاری از تغییرات ژنتیکی که این تغییرات را ممکن کرده است، اکنون با اختلالاتی مانند اوتیسم و ​​اسکیزوفرنی مرتبط است. به عنوان مثال، در سال 2018 دو تیم از محققان خانواده ژنی به نام Notch2NL را شناسایی کردند که به نظر می‌رسد نقش مهمی در توسعه قشر مغز بازی می‌کند و ممکن است یک نیروی محرکه در تکامل مغز بزرگ ما بوده باشد.