Można by pomyśleć, że ostatni krok w naszym zrozumieniu ludzkiej ruchliwości będzie pochodził z badania stóp. Jednak naukowcy odkryli zaskakującą nową wskazówkę dotyczącą pochodzenia ludzkiego dwunożności u zwykłej ryby wielkości małpki.
Z tej historii
Twoja wewnętrzna ryba
KupowaćAnalizując DNA trójskrzydłowego badacza, naukowcy pod kierunkiem Davida Kingsleya, biologa z Uniwersytetu Stanforda, zidentyfikowali tak zwany wzmacniacz genetyczny, rodzaj pokrętła regulacji głośności, które działa podczas rozwoju ciała, pomagając wyrzeźbić płytki kostne, które pokrywają pasek zamiast skal. Wzmacniacz moduluje uwalnianie białka związanego z kością znanego jako GDF6, obracając go w górę lub w dół, aby zmienić płytki odpowiednio do ustawienia ryby. W przypadku morskich cierniaków żyjących na otwartej wodzie z wieloma zębatymi drapieżnikami wzmacniacz wydziela wystarczającą ilość białka GDF6, aby pomóc w budowie mocnych płyt ochronnych. Ale lepki słodkowodny lepiej odskakuje i ukrywa się, a zatem dzięki sterowanemu przez wzmacniacz kręceniu uwalniania białka ryby te uzyskują cieńsze i bardziej giętkie talerze.
Odpowiedź genetycznego przełącznika zmienia się w zależności od miejsca, podczas gdy jego cel - białka z zaprawy murarskiej - pozostaje taki sam, zapewniając ewolucji znaczną elastyczność. „To tak dobry mechanizm ewolucji cech, że można go używać wielokrotnie” - mówi Kingsley.
Kiedy badacze zbadali rolę białka GDF6 i jego wzmacniaczy w kształtowaniu kości ssaków, w tym szympansa, naszego najbliższego krewnego genetycznego, znaleźli wzmacniacz, który wpływał na rozwój kończyn tylnych, ale nie kończyn przednich. Największy wpływ genu miał na długość i krzywiznę palców stóp. Jednak w ludzkim DNA wzmacniacz został usunięty.
Ta pojedyncza zmiana genetyczna może pomóc w wyjaśnieniu ważnych różnic między stopą szympansa a naszą - oraz w jaki sposób nasi przodkowie zyskali moc, by wstać i chodzić na dwóch nogach. Palce u szympansów są długie i rozłożyste, a ich ekwiwalent dużego palca odsuwa się od innych palców jak kciuk: chwytna stopa zaprojektowana do szybkiego wspinania się. Natomiast w ludzkiej stopie podeszwa jest powiększona, podczas gdy kość dużego palca jest pogrubiona i wyrównana z innymi, teraz skróconymi palcami: Jest to solidna platforma, która jest w stanie utrzymać pionowy ładunek w ruchu.
Oprócz pokazania, że nasz duży palec u nogi zasługuje na znacznie większy szacunek niż większość z nas wie, nowe odkrycie pokazuje, że drobne zmiany w DNA mogą mieć głębokie skutki ewolucyjne oraz że natura jest niestrudzonym twórcą recyklingu i kolażu, łączącym i dopasowującym kilka ulubionych technik generować pozornie bezdenną różnorodność form.
„Nasza wspólna historia z rybami” - mówi Neil Shubin, autor Your Inner Fish i paleontologa, „czyni je wspaniałą areną do odkrywania podstaw naszego własnego ciała”.
Subskrybuj teraz magazyn Smithsonian za jedyne 12 USD
Ta historia pochodzi z kwietniowego wydania magazynu Smithsonian
Kupować
