Θα πίστευες ότι το τελευταίο άλμα προς τα εμπρός στην κατανόηση της ανθρώπινης μετακίνησης θα προέλθει από τη μελέτη των ποδιών. Ωστόσο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν μια εκπληκτική νέα ένδειξη για την προέλευση του ανθρώπινου διφοπισμού σε ένα συνηθισμένο ψάρι μεγέθους Pinkie.
Από αυτή την ιστορία
Το εσωτερικό ψάρι σας
ΑγοράΑναλύοντας το DNA του threespine stickleback, οι ερευνητές με επικεφαλής τον David Kingsley, βιολόγο στο πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, προσδιόρισαν έναν αποκαλούμενο γενετικό ενισχυτή, ένα είδος κουμπιού ελέγχου όγκου που λειτουργεί κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του σώματος για να βοηθήσει να γλυπτά τα οστεάκια που καλύπτουν το stickleback λέουζ της κλίμακας. Ο ενισχυτής ρυθμίζει την απελευθέρωση μιας σχετικής με τα οστά πρωτεΐνης γνωστής ως GDF6, μετατρέποντάς την προς τα επάνω ή προς τα κάτω για να αλλάξει τις πλάκες ώστε να ταιριάζει στη ρύθμιση του ψαριού. Για τους θαλάσσιους κολυμβητές που ζουν σε ανοιχτό νερό με πλήθος αρπακτικών θηρευτών, ο ενισχυτής περιστρέφει αρκετή πρωτεΐνη GDF6 για να βοηθήσει στην κατασκευή έντονων προστατευτικών πλακών. Αλλά τα sticklebacks για τα γλυκά νερά κάνουν καλύτερα να γλιστρήσουν και να κρυφτούν, κι έτσι, μέσα από την ενίσχυση που οδηγείται από την αποδέσμευση των πρωτεϊνών, τα ψάρια καταλήγουν με πιο αδύνατα και πιο εύκαμπτα πιάτα.
Μια γενετική απάντηση μετατόπισης ποικίλλει από τη μια ρύθμιση στην άλλη, ενώ ο στόχος της - οι πρωτεΐνες τούβλου και κονιάματος - παραμένει ο ίδιος, δίνοντας σημαντική εξέλιξη στην εξέλιξη. "Είναι ένας τόσο καλός μηχανισμός για την εξέλιξη των χαρακτηριστικών που βλέπετε ότι χρησιμοποιείται ξανά και ξανά", λέει ο Kingsley.
Όταν οι ερευνητές διερεύνησαν το ρόλο της πρωτεΐνης GDF6 και των ενισχυτών της στη διαμόρφωση των οστών των θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένου του χιμπατζή, του πλησιέστερου γενετικού μας συγγενή, βρήκαν έναν ενισχυτή που επηρέαζε την ανάπτυξη των οπίσθιων άκρων αλλά όχι και των εμπρόσθιων άκρων. Η μεγαλύτερη επίδραση του γονιδίου ήταν στο μήκος και την καμπυλότητα των δακτύλων. Εντούτοις, στο ανθρώπινο ϋΝΑ, ο ενισχυτής διαγράφηκε.
Αυτή η ενιαία γενετική αλλαγή θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγήσουμε τις σημαντικές διαφορές μεταξύ ενός ποδιού χιμπαντζή και του δικού μας - και πώς οι πρόγονοί μας κέρδισαν τη δύναμη να σηκωθούν και να περπατήσουν σε δύο πόδια. Τα δάκτυλα των χιμπατζήδων είναι μακρά και εκτεταμένα και το ισοδύναμο των μεγάλων ποδιών τους απομακρύνεται από τα άλλα ψηφία σαν τον αντίχειρα: ένα παγιδευμένο πόδι σχεδιασμένο για γρήγορη αναρρίχηση. Αντίθετα, στο ανθρώπινο πόδι, η σόλα διευρύνεται ενώ το οστό του μεγάλου ποδιού παχύνεται και ευθυγραμμίζεται με τα άλλα, τώρα ακρωτηριασμένα δάκτυλα: Αυτή είναι μια ανθεκτική πλατφόρμα ικανή να στηρίξει ένα όρθιο φορτίο σε κίνηση.
Εκτός από την απόδειξη ότι το μεγάλο δάχτυλό μας αξίζει πολύ περισσότερο σεβασμό από ό, τι γνωρίζουν οι περισσότεροι από εμάς, το νέο εύρημα δείχνει ότι οι μικρές αλλαγές στο DNA μπορούν να έχουν βαθιές εξελικτικές επιπτώσεις και ότι η φύση είναι ένας ακούραστος καλλιτέχνης ανακύκλωσης και κολάζ, για να δημιουργήσει μια φαινομενικά απύθμενη ποικιλία μορφών.
"Η κοινή ιστορία μας με τα ψάρια", λέει ο Neil Shubin, συγγραφέας του Inner Fish και ένας παλαιοντολόγος, "τους κάνει μια υπέροχη αρένα για να εξερευνήσουμε τις βασικές αρχές του σώματός μας".
Εγγραφείτε στο περιοδικό Smithsonian τώρα για μόλις $ 12
Αυτή η ιστορία είναι μια επιλογή από το τεύχος Απριλίου του περιοδικού Smithsonian
Αγορά
