Du skulle tro at det siste spranget fremover i vår forståelse av menneskelig bevegelse ville komme fra å studere føtter. Likevel har forskere oppdaget en overraskende ny ledetråd til opprinnelsen til menneskets bipedalisme i en vanlig fisk, pinkie-størrelse.
Fra denne historien
Din indre fisk
KjøpeForskere ledet av David Kingsley, en biolog ved Stanford University, analyserte DNA fra den trebakkelige tilbakekoblingen, og identifiserte en såkalt genetisk forsterker, en slags volumkontrollknott som fungerer under kroppsutvikling for å hjelpe til med å skulpturere de benete platene som kappe stokkelen i stedet for skalaer. Forsterkeren modulerer frigjøringen av et beinrelatert protein kjent som GDF6, og dreier det opp eller ned for å endre platene slik at de passer til fiskens omgivelser. For marine tilbakeslag som lever i åpent vann med et mangfold av tannrike rovdyr, spinner forsterkeren ut nok GDF6-protein til å hjelpe med å bygge heftige beskyttelsesplater. Men ferskvannsstikker gjør det bedre å dart av og gjemme seg, og slik at disse fiskene, gjennom forbedringsdrevet twiddling av proteinfrigjøring, ender med slankere og mer smidige plater.
En genetisk togglers respons varierer fra den ene innstillingen til den neste, mens målet - murstein-og-mørtelproteinene - forblir det samme, og gir evolusjonen betydelig fleksibilitet. "Det er en så god mekanisme for å utvikle trekk at du ser det brukes om og om igjen, " sier Kingsley.
Da forskerne utforsket rollen til GDF6-proteinet og dets forsterkere i å forme beinene til pattedyr, inkludert sjimpansen, vår nærmeste genetiske slekt, fant de en forsterker som påvirket utviklingen av bakre lemmer, men ikke forben. Genets største innvirkning var på tærnes lengde og krumning. I humant DNA ble imidlertid forsterkeren slettet.
Den eneste genetiske forandringen kan bidra til å forklare viktige forskjeller mellom en sjimpansefot og vår egen - og hvordan våre forfedre fikk kraften til å reise seg og gå på to føtter. En sjimpanses tær er lange og spredte, og den store tåekvivalenten trekker seg bort fra de andre sifrene som en tommel: en forhåndsfot designet for rask klatring. I menneskefoten blir sålen derimot forstørret mens stortåens ben er tyknet og rettet opp mot de andre, nå forhåndsskårne tærne: Dette er en solid plattform som kan støtte en oppreist belastning i bevegelse.
Bortsett fra å vise at stortåen vår fortjener langt mer respekt enn de fleste av oss vet, viser det nye funnet at mindre endringer i DNA kan ha dyptgripende evolusjonseffekter, og at naturen er en utrettelig resirkulerings- og collageartist, som blander og matcher noen få favorittteknikker å generere et tilsynelatende bunnløst mangfold av former.
"Vår delte historie med fisk, " sier Neil Shubin, forfatter av Din indre fisk og en paleontolog, "gjør dem til en fantastisk arena for å utforske det grunnleggende i våre egne kropper."
Abonner på Smithsonian magasin nå for bare $ 12
Denne historien er et utvalg fra aprilutgaven av Smithsonian magazine
Kjøpe
