Eine Gruppe von Genetikern der University of Cambridge und des Marine Biological Laboratory hat gezeigt, dass sich menschliche Gliedmaßen möglicherweise aus den Kiemen knorpeliger Fische wie Haien oder Rochen entwickelt haben. Es stellte sich heraus, dass dasselbe Gen, Sonic Hedgehog genannt, für die Entwicklung der Astbögen sowie der menschlichen Arme und Beine verantwortlich ist. Die Forschungsergebnisse werden im Development Journal veröffentlicht.
Zum ersten Mal wurde 1878 vom deutschen Anatom Karl Gegenbauer die Hypothese über die Herkunft der Fischflossen und dann der Gliedmaßen der Landtiere aus den Kiemenstrukturen der Knorpelfische aufgestellt. Knorpelfische haben im Gegensatz zu knöchernen Fischen Kiemensepten, die an den Bögen des Knorpelbogens befestigt sind und die Kiemen vor Beschädigungen schützen. Fingerförmige Zweigblätter erstrecken sich von den Bögen selbst. Keines der gefundenen Fossilien stützte jedoch die Annahme des Anatomen.
Wissenschaftler haben Gegenbauers Idee unter Verwendung der neuesten genetischen Techniken in Studien an Stachelrochenembryonen getestet und Ähnlichkeiten in den Mechanismen festgestellt, die bei der Bildung von Kiemenbögen in knorpeligen Fischen und Gliedmaßen beim Menschen eine Rolle spielen. Laut Biologen spielt das Sonic Hedgehog-Gen, benannt nach dem Helden der Computerspiele Sonic the Hedgehog, eine Schlüsselrolle.
Sonic Hedgehog, der an der Entwicklung menschlicher Gliedmaßen beteiligt ist und die Bildung jedes Zehs bestimmt, hat sich auch als wichtig für die Bildung von Zweigstrahlen in Strahlenembryonen erwiesen. Bei Säugetieren teilt ein Gen dem Körper mit, wie sich die Entwicklungsachsen der Gliedmaßen befinden, z. B. welche Seite der Daumen und welche Seite der kleine Finger ist. Später beginnt er, das Wachstum der Extremität zu unterstützen. Um zu testen, ob ein Gen bei Fischen die gleiche Funktion erfüllt, haben Wissenschaftler seine Aktivität in verschiedenen Stadien des Embryonalwachstums unterdrückt.
Wenn der Sonic-Igel zu Beginn der Entwicklung gehemmt wird, bilden sich die Astlappen auf der falschen Seite des Bogens. In den späteren Stadien führte die Unterbrechung der Genaktivität dazu, dass die Kiemenlappen unterentwickelt waren. Das Gen funktioniert auf ähnliche Weise mit menschlichen Gliedmaßen.
Genetiker betonen, dass die Arbeit nicht den Ursprung menschlicher Hände und Füße aus Kiemen beweist, aber auf jeden Fall wird ihre Entwicklung durch dasselbe genetische Programm gesteuert, was bedeutet, dass sie eine grundlegende evolutionäre Beziehung haben. Die Wissenschaftler hoffen, dass die neuen Fossilien dazu beitragen werden, die Frage zu beantworten, ob die Gliedmaßen der Tiere tatsächlich aus den Kiemen stammen oder ob sie sich getrennt gebildet haben, aber dieselben Mechanismen für sich selbst ausgeliehen haben.