Tranziția vertebratelor din mediul acvatic către uscat a reprezentat un pas major în evoluției vieții animalelor. În prezent, cercetările efectuate de către o echipă de cercetători, din cadrul Universității Harvard, au dezvăluit faptul că o mică modificare genetică ar fi putut permite dezvoltarea înotătoarelor în membre.
Cercetătorii au investigat mutațiile care pot afecta înotătoarele pectorale ale peștilor zebră. Spre deosebire de membre, care prezintă structuri osoase complicate și numeroase articulații, înotătoarele peștilor zebră sunt destul de simple. Echipa a descoperit faptul că, o mică mutație genetică a determinat înotătoarele pectorale să dezvolte un model mai asemănător membrelor, prezentând oase suplimentare, mușchi și articulații.
„E de necrezut faptul că, doar o singură mutație a reușit să creeze structuri osoase și articulații complet noi”, a declarat dr. M. Brent Hawkins, autorul principal al studiului.
Analiza a constatat faptul că mutațiile efectuate, în oricare dintre cele două gene, vv2 și waslb, pot provoca în mod independent această schimbare.
„Nu a fost nevoie de o mutație a genei musculare, a genei articulare sau a genei osoase. Sistemul este coordonat astfel încât, oricare ar fi modificarea realizată de către noi, acesta este capabil să impulsioneze toate aceste lucruri într-o armonie perfectă”, a menționat autorul principal al studiului, Dr. Matthew Harris, profesor de genetică în cadrul Centrului de Medicină și Ortopedie Harvard, Boston.
Peștele zebră aparține subclasei teleosteean, un grup de pești cu scheletul complet osificat, corpul acoperit cu solzi osoși și coada împărțită în două părți egale. Este o filiație diversă, cu peste 30.000 de specii, inclusiv anghile, pești aurii, macrou, somon, pești clovni și căluți de mare. În ciuda varietății formelor, dimensiunilor corpului și habitatelor observate în cazul acestor pești, înotătoarele lor pectorale sunt toate surprinzător de similare și neschimbate. Această cercetare sugerează faptul că peștii, precum subclasa teleosteean, despre care se considera anterior că au pierdut mecanismul de evoluție a membrelor, pot menține, de fapt, o capacitate latentă de a le dezvolta.
Dezvoltarea membrelor, în cazul tetrapodelor – animale cu patru membre, inclusiv amfibieni, reptile, dinozauri, păsări și mamifere – a fost o parte esențială a evoluției, deoarece a permis vertebratelor să iasă din apă și să-și continue viața pe uscat.
Tranziția de la înotătoare la membre, a condus la o dezvoltare mai elaborată a înotătoarelor ancestrale, precum și la o evoluție a mai multor tipuri de oase care se potrivesc perfect împreună. Din același punct de vedere, înotătoarea peștilor teleosteean a devenit mai simplă – nu există oase care să se potrivească cap la cap – în schimb există oase „proximale radiale”, dispuse în paralel la baza înotătoarelor pectorale.
Oamenii de știință nu au reușit să stabilească dacă noile oase ale peștilor zebră mutant, vor avea un impact major asupra locomoției peștilor, însă acesta va fi următorul pas al cercetării. „În mod normal, structurile nu sunt prezente pentru a permite articulația necesară deplasării pe uscat”, a afirmat Harris.