Els dits humans podrien venir d’un antic «cul» de peix

Els dits humans podrien tenir un origen molt més insòlit del que semblava. Un equip internacional de científics liderat per la Universitat de Ginebra, a Suïssa, defensa que l’interruptor genètic que avui participa en la formació dels dits de les mans i dels peus ja existia fa uns 380 milions d’anys, però amb una altra funció: regular el desenvolupament de la zona posterior dels peixos, vinculada al final del tub digestiu i a l’eliminació de residus.

La recerca, publicada a la revista Nature, planteja que l’evolució no sempre crea estructures completament noves des de zero. Sovint reutilitza mecanismes antics i els adapta a funcions diferents. En aquest cas, un sistema genètic relacionat amb els gens Hox, essencials en l’organització del cos dels animals, hauria passat de participar en la formació de la regió cloacal dels peixos a intervenir, molt més tard, en l’aparició de les extremitats amb dits.

Un interruptor genètic reciclat per l’evolució

L’estudi, titulat Co-option of an ancestral cloacal regulatory landscape during digit evolution, està signat per Aurélie Hintermann i altres investigadors. L’objectiu era entendre com van aparèixer els dits en el moment en què algunes formes de vida aquàtica van començar a adaptar-se a la terra ferma. Aquell pas evolutiu va ser decisiu: les aletes van acabar donant lloc a extremitats capaces de sostenir el cos, caminar i manipular l’entorn.

Per trobar la resposta, els científics no es van centrar només en els gens que fabriquen proteïnes, sinó en les regions no codificants del genoma. Aquestes parts, que durant anys es van considerar gairebé «brossa genètica», són avui una peça clau per entendre l’evolució perquè actuen com a interruptors: decideixen quan, on i amb quina intensitat s’activen determinats gens.

La comparació entre genomes de ratolí i de peix va permetre identificar un «paisatge regulador» molt antic, conservat al llarg de milions d’anys. Aquest paisatge controla l’activació dels gens Hox, implicats en la construcció de les parts terminals del cos. I aquí apareix la troballa més sorprenent: el mateix tipus de mecanisme que avui ajuda a formar els dits hauria tingut una funció anterior en el desenvolupament del darrere dels peixos.

El paper del peix zebra i la tècnica CRISPR

Per comprovar-ho, l’equip va utilitzar la tècnica CRISPR/Cas9 en exemplars de peix zebra, un organisme molt habitual en els estudis genètics. Els investigadors van eliminar la regió reguladora que volien analitzar i van observar què passava. El resultat va ser clar: es perdia expressió gènica a la zona vinculada al final del tub digestiu, però les aletes no quedaven afectades de la mateixa manera.

Aquesta diferència va reforçar la hipòtesi que aquell regulador ancestral no havia nascut per fabricar dits, sinó per controlar una part terminal del cos dels peixos. Més endavant, durant l’evolució dels vertebrats terrestres, aquest mateix mecanisme hauria estat reutilitzat per orientar la formació de les terminacions de les extremitats: els dits de les mans i dels peus.

Els autors anomenen aquest procés cooptació evolutiva. Vol dir que l’evolució aprofita una eina biològica que ja existia i la fa servir en un context nou. En aquest cas, la connexió entre el darrere dels peixos i els dits humans no és funcional, sinó estructural: tots dos són extrems del cos. Un és el final del tub digestiu; els altres, el final de braços i cames.

El treball també reforça la importància dels gens Hox com a grans «arquitectes» del cos. Aquests gens ajuden a determinar on es formen les diferents parts anatòmiques, però l’estudi mostra que les grans transformacions evolutives no depenen només dels gens en si, sinó també dels interruptors que els regulen. Petits canvis en aquestes zones del genoma poden acabar generant modificacions anatòmiques enormes.

A més de l’interès evolutiu, la recerca pot tenir aplicacions biomèdiques futures. Entendre com s’organitzen i es reutilitzen aquests paisatges reguladors podria ajudar a interpretar millor algunes malformacions congènites de les extremitats i obrir noves línies de treball en regeneració o recuperació de teixits. De moment, però, el missatge principal és científic i sorprenent: una part del programa genètic que ajuda a fer possibles els nostres dits podria haver començat, fa centenars de milions d’anys, al darrere dels peixos.