Een groep genetici van de Universiteit van Cambridge en het Marine Biological Laboratory heeft aangetoond dat menselijke ledematen mogelijk zijn geëvolueerd uit de kieuwen van kraakbeenachtige vissen zoals haaien of roggen. Het bleek dat hetzelfde gen, genaamd Sonic hedgehog, verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van de vertakte bogen en menselijke armen en benen. De onderzoeksresultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Development.
Voor het eerst werd de hypothese van de oorsprong van visvinnen, en vervolgens de ledematen van landdieren uit de kieuwstructuren van kraakbeenachtige vissen, in 1878 voorgesteld door de Duitse anatoom Karl Gegenbauer. Kraakbeenvissen hebben, in tegenstelling tot beenvissen, kieuwsepta, die aan de bogen van de kraakbeenboog zijn bevestigd en de kieuwen tegen beschadiging beschermen. Vingervormige takvormige bloembladen strekken zich uit vanaf de bogen zelf. Geen van de gevonden fossielen ondersteunde echter de veronderstelling van de anatoom.
Wetenschappers hebben het idee van Gegenbauer getest met behulp van de nieuwste genetische technieken in studies van pijlstaartrogembryo's, en hebben overeenkomsten gevonden in de mechanismen die betrokken zijn bij de vorming van kieuwbogen in kraakbeenachtige vissen en ledematen bij mensen. Volgens biologen speelt het Sonic hedgehog-gen, genoemd naar de held van computerspellen Sonic the Hedgehog, een sleutelrol.
Sonic hedgehog, die betrokken is bij de ontwikkeling van menselijke ledematen en de vorming van elke teen bepaalt, was ook belangrijk voor de vorming van vertakte stralen in de straalembryo's. Bij zoogdieren geeft het gen aan het lichaam aan hoe de ontwikkelingsassen van de ledematen zich bevinden, bijvoorbeeld welke kant de duim zal zijn en aan welke kant de pink. Later begint hij de groei van de ledemaat te ondersteunen. Om te testen of een gen dezelfde functie vervult bij vissen, onderdrukten wetenschappers de activiteit ervan in verschillende stadia van de embryonale groei.
Als de Sonic-egel vroeg in ontwikkeling wordt geremd, zullen de vertakkingslobben zich aan de verkeerde kant van de boog vormen. In de latere stadia leidde onderbreking van de genactiviteit ertoe dat de kieuwlobben onderontwikkeld waren. Het gen werkt op een vergelijkbare manier met menselijke ledematen.
Genetici benadrukken dat het werk niet de oorsprong van menselijke handen en voeten uit kieuwen bewijst, maar in ieder geval wordt hun ontwikkeling gestuurd door hetzelfde genetische programma, wat betekent dat ze een fundamentele evolutionaire relatie hebben. Wetenschappers hopen dat de nieuwe fossielen zullen helpen bij het beantwoorden van de vraag of de ledematen van dieren echt afkomstig zijn van kieuwen of dat ze afzonderlijk zijn gevormd, maar dezelfde mechanismen voor zichzelf lenen.
