Du skulle tro, at det seneste spring fremad i vores forståelse af menneskelig bevægelse ville komme fra at studere fødder. Alligevel har forskere opdaget en overraskende ny ledetråd til oprindelsen af menneskelig bipedalisme i en almindelig, lyserødt størrelse af pink.
Fra denne historie
Din indre fisk
KøbeForskere ledet af David Kingsley, en biolog ved Stanford University, analyserede DNA'et fra den tredobbelte stickleback, og identificerede en såkaldt genetisk enhancer, en slags volumenkontrolknap, der fungerer under kropsudvikling for at hjælpe med at forme de benagtige plader, der klæber sticklebacken i stedet for skalaer. Forstærkeren modulerer frigivelsen af et knoglerelateret protein kendt som GDF6, drejer det op eller ned for at ændre pladerne, så de passer til fiskens indstilling. For marine sticklebacks, der lever i åbent vand med et væld af tandede rovdyr, spænder forstærkeren nok GDF6-protein til at hjælpe med at bygge heftige beskyttelsesplader. Men ferskvandstapler gør det bedre at dart af og skjule sig, og så ved hjælp af enhancer-drevet twiddling af proteinfrigivelse ender disse fisk med slankere og mere bøjelige plader.
En genetisk togglers reaktion varierer fra den ene indstilling til den næste, mens dens mål - mursten-og-mørtelproteinerne forbliver den samme, og udlåner evolutionen betydelig fleksibilitet. ”Det er en så god mekanisme til at udvikle træk, at man ser det bruges igen og igen, ” siger Kingsley.
Da forskerne udforskede GDF6-proteinets rolle og dets forstærkere i formen af knogler hos pattedyr, inklusive sjimpansen, vores nærmeste genetiske slægtninge, fandt de en forstærker, der påvirkede udviklingen af bageste lemmer, men ikke forben. Genets største påvirkning var på tæernes længde og krumning. I humant DNA blev enhanceren imidlertid deleteret.
Den eneste genetiske ændring kunne hjælpe med at forklare vigtige forskelle mellem en sjimpansefod og vores egen - og hvordan vores forfædre fik magten til at rejse sig op og gå på to fødder. En sjimpansens tæer er lange og spredte, og dens stor-tåækvivalent trækker væk fra de andre cifre som en tommelfinger: en forhøjet fod designet til hurtig klatring. I den menneskelige fod forstørres derimod sålen, mens knoglen på stortåen er tykkere og justeret med de andre nu-forkortede tæer: Dette er en robust platform, der er i stand til at understøtte en lodret belastning i bevægelse.
Bortset fra at vise, at vores storetå fortjener langt mere respekt, end de fleste af os ved, viser den nye konstatering, at mindre ændringer i DNA kan have dybe evolutionære virkninger, og at naturen er en utrættelig genanvendelses- og collagekunstner, der blander og matcher et par favoritteknikker at skabe en tilsyneladende bundløs mangfoldighed af former.
"Vores delte historie med fisk, " siger Neil Shubin, forfatter af Din indre fisk og en paleontolog, "gør dem til en vidunderlig arena for at udforske de grundlæggende elementer i vores egne kroppe."
Abonner på Smithsonian magasin nu for kun $ 12
Denne historie er et udvalg fra apriludgaven af Smithsonian-magasinet
Købe
