En grupp genetiker från University of Cambridge och Marine Biological Laboratory har visat att mänskliga lemmar kan ha utvecklats från gälarna i broskfisk som hajar eller strålar. Det visade sig att samma gen, kallad Sonic hedgehog, är ansvarig för utvecklingen av grenbågarna och mänskliga armar och ben. Forskningsresultaten publiceras i tidningen Development.
För första gången föreslogs hypotesen om fiskfenor och sedan lemmarna från landdjur från broskfiskens gillstrukturer 1878 av den tyska anatom Karl Gegenbauer. Bruskfisk, i motsats till benfisk, har gill septa, som är fästa vid bågarna i broskbågen och skyddar gälarna från skador. Fingerformade grenblad sträcker sig från bågarna själva. Ingen av de fossiler som hittades stödde dock anatomistens antagande.
Forskare har testat Gegenauerns idé med hjälp av de senaste genetiska teknikerna i studier av stingrayembryon och hittat likheter i mekanismerna som är involverade i bildandet av gälvbågar i broskfisk och lemmar hos människor. Enligt biologer spelas nyckelrollen av Sonic hedgehog-genen, uppkallad efter hjälten i dataspel Sonic the Hedgehog.
Sonic igelkott, som är involverad i utvecklingen av mänskliga lemmar och bestämmer bildandet av varje tå, har också visat sig vara viktig för bildandet av gälstrålar i stråleembryona. Hos däggdjur berättar en gen för kroppen hur lemmarnas utvecklingsaxlar kommer att lokaliseras, till exempel vilken sida kommer att vara tummen och vilken sida som kommer att vara lillfingret. Senare börjar han stödja tillväxten av lemmen. För att testa om en gen utför samma funktion hos fiskar, undertryckte forskare dess aktivitet vid olika stadier av embryonal tillväxt.
Om Sonic igelkotten hämmas tidigt i utvecklingen, bildas grenlobberna på fel sida av bågen. I de senare stadierna ledde avbrott av genaktivitet till att gillloberna var underutvecklade. Genen fungerar på liknande sätt med mänskliga lemmar.
Genetiker betonar att arbetet inte bevisar ursprunget till mänskliga händer och fötter från gälar, men hur som helst styrs deras utveckling av samma genetiska program, vilket innebär att de har ett grundläggande evolutionärt förhållande. Forskare hoppas att de nya fossilerna kommer att hjälpa till att svara på frågan om djurens lemmar verkligen härrör från gälar eller om de bildades separat, men lånar samma mekanismer åt sig själva.