I livmoren vokser utviklende mennesker ekstra muskler i hender og føtter som senere forsvinner sporløst, har forskere oppdaget.
Forskerne fant at de midlertidige vevene kan være rester fra våre evolusjonsfedre.
De mystiske musklene kan finnes hos lemdyr med mer fingerferdige siffer enn vår, forklarte studieforfatter Rui Diogo, en evolusjonsbiolog og hominid paleobiolog ved Howard University i Washington, DC. Mange av musklene vokser opp i øgler, som idrettslig vinkler tær, mens et par av dem vises hos pattedyr som sjimpanser, kjent for sine fleksible føtter. Imidlertid smelter vevene enten sammen til andre muskler eller krymper seg til ingenting før fødselen, ifølge den lille studien, publisert 1. oktober i tidsskriftet Development.
Forfatterne antyder at noen av de forbigående musklene kan ha forsvunnet fra våre voksne forfedre for mer enn 250 millioner år siden, da pattedyr begynte å utvikle seg fra pattedyrlignende krypdyr. Gitt studiens lille prøvestørrelse, gjenstår det imidlertid å se om disse musklene forekommer i alle menneskelige embryoer og hva det kan bety for menneskets evolusjonshistorie.
"For meg er hovedtanken denne ideen om at vi har overtallige muskler som bare er forbigående, og så er de borte," sa Alain Chédotal, nevrovitenskapsmann og utviklingsbiolog ved Pierre og Marie Curie universitet i Paris, som ikke var involvert i arbeidet. Studien må kopieres i større skala før noen "store konklusjoner" kan trekkes, understreket Chédotal, men de foreløpige resultatene stiller interessante spørsmål om utvikling før fødsel.
Musklene "var til stede, og da var de ikke, men så i mellom er det noe som ikke er kjent," sa han. "Hva er det som induserer musklens forsvinning?"
Ser under huden
Selv om Chédotal ikke var involvert i den nåværende forskningen, fremmet data fra laboratoriet undersøkelsen av fostermuskelutvikling. I 2017 publiserte Chédotal og kollegene en samling detaljerte 3D-øyeblikksbilder av menneskelige embryoer og fostre som ikke hadde blitt sett før. Teamet brukte en teknikk som ble kalt "helmontert immunfarging" for å gjøre huden på prøvene deres gjennomsiktig og fremheve spesifikke typer celler i vevet. Ved å bruke antistoffer som låser seg på myosin, et protein som bare finnes i muskler, fanget forskerne forskjellige stadier av menneskelig muskelutvikling i høy oppløsning.
Som anatomist hadde Diogo ferdigheten til å få øye på uvanlige muskler som lurer i bildene av fosterhender og føtter, sa Chédotal. Diogo trakk 13 3D-bilder fra den embryonale bildedatabasen, som representerte embryoer og fostre mellom omtrent 7 og 13 svangerskapsuker gamle. Teamet hans fant ut at om lag 7 i svangerskapet har menneskelige fostre hender og føtter som inneholder omtrent 30 muskler hver, men antallet avtar til bare 20 omtrent seks uker senere.
For eksempel kobles en muskel i hånden kjent som "contrahens 5" til den rosa fingeren og drar tallet nedover og mot midtlinjen på hånden. Muskelen vises i voksne aper og utvikler menneskelige embryoer, men forskerne observerte at rundt svangerskapsuke 10 begynner vevet å brytes ned og desintegreres fullstendig før uke 11. I føttene muskler som ligger mellom metatarsalben i føttene og trekker i tærne sammen fullstendig form og deretter brytes sammen etter uke 9.
Selv om noen muskler så ut til å forringe eller smelte sammen i andre muskler allerede i uke 7, var det noen som vedvarte langt ut i uke 11, "noe som er påfallende sent for utviklingsmessige atavismer," sa Diogo i en uttalelse.
"Dette er muskler som vi vet var til stede i våre forfedre ... og de er fremdeles der," sa Diogo om de forbigående strukturer. De muskulære restene er kjent som atavismer - anatomiske strukturer som har gått tapt i visse organismer, men som kan vises under embryonal utvikling eller hos voksne som variasjoner eller anomalier.
Selv om mennesker normalt mister en tredel av sine atavistiske lemmemuskler før fødselen, ifølge studien, ved sjeldne tilfeller, vedvarer en muskel eller to gjennom beskjæringen og henger seg rundt i voksen alder, sa Diogo. De dvelende musklene går ofte upåaktet hen, verken forårsaker problemer eller gir eierne superflektige sifre, men ser ut til å være betydelig mer vanlig hos individer med utviklingsforsinkelser, for eksempel de med Downs syndrom eller Edwards syndrom. Det kan hende at folk har større sannsynlighet for å beholde atavistiske muskler når de opplever arrestert eller forsinket utvikling i livmoren, antyder forfatterne.
Studien gir det "første presise atlaset" for utvikling av embryonal lemmer hos mennesker, fortalte Delphine Duprez, en utviklingsbiolog ved Institute of Biology Paris-Seine, til Live Science i en e-post. Imidlertid la hun til at resultatene ennå ikke er bekreftet og kan vise seg å være vanskelige å bekrefte, gitt at det fortsatt er "vanskelig å studere muskelutvikling i menneskelige embryoer sammenlignet med dyremodeller."
I håp om å lette embryonal forskning fortsetter Chédotal og hans laboratoriemedlemmer å bygge opp sin database med bilder. Nå kan de merke opptil åtte vevstyper med forskjellige antistoffer på en gang, noe som betyr at de kan vise hvordan arterier, nerver og muskler interagerer i tidlig menneskelig utvikling. Muskler må kobles til nerver og forsynes godt med blod for å overleve, så de detaljerte dataene kan tillate forskere som Diogo å brette seg sammen nøyaktig når, hvorfor og hvordan muskler forsvinner i livmoren, sa han.
Den voksende databasen, som allerede er tilgjengelig for offentlig bruk, vil etter hvert bli tilpasset slik at den er kompatibel med virtual reality og andre plattformer som gjør det mulig for brukere å samhandle med 3D-bilder, la Chédotal til. Han håper at databasen vil være nyttig for alle fra anerkjente forskere til medisinstudenter, som til nå har studert fosterutvikling fra flere tiår gamle illustrasjoner i lærebøker, sa han.
Diogo planlegger å bruke bilder fra databasen for å studere hvordan det menneskelige hodet, arteriene og nervene utvikler seg i utero. Utover å finne nye detaljer i menneskets evolusjonshistorie, sa Diogo at han har som mål å hjelpe medisinsk fagfolk til å forutsi nøyaktig hva som ligger under pasientenes hud. Hvis forskere kunne forutsi hvilke anatomiske variasjoner som kan være til stede hos en bestemt pasient, foreslo han, kunne leger være bedre forberedt på kirurgi og generelt gi overlegen omsorg.
