Uralte Reptilien-Handmuskeln in menschlichen Embryonen gefunden

Hochauflösende 3D-Mikroskopbilder haben Wahrheiten über die frühe menschliche Entwicklung enthüllt, dass menschliche Embryonen mehr Muskeln als Erwachsene haben.

In der siebten Schwangerschaftswochen ist ein menschlicher Embryo so groß wie eine Heidelbeere, die nur 1,3 Zentimeter misst, aber das ist doppelt so groß wie in der Vorwoche. Er oder sie wird im Maßstab kaum registriert, entwickelt sich aber wie verrückt im schwangeren Bauch, und seine embryonalen Hände haben etwa 30 Muskeln. Allerdings haben ausgewachsene Erwachsene nur 19 Muskeln und eine neue wissenschaftliche Studie hat beantwortet, warum so viele Muskeln verloren gehen.

Hochauflösende 3D-Bildverarbeitung liefert Antworten zur Evolution

In einer Arbeit, die im Oktober 2019 in der Fachzeitschrift Development veröffentlicht wurde, sagen Forscher, dass Muskeln in Füßen, Beinen, Rumpf, Armen und Kopf während der Entwicklung erscheinen und verschwinden. Nach der Analyse detaillierter 3D-Bilder von menschlichen Embryonen und Föten bis zur 13. Schwangerschaftswoche kamen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass es sich bei diesen Ereignissen um „Überbleibsel der Evolution“ handelt.

Ein menschlicher Embryo, sieben Wochen alt (Rama / CC BY-SA 3.0)

Laut dem leitenden Biologen der neuen Studie, Rui Diogo von der Howard University in Washington, D.C., hat sein Team von Evolutionsbiologen erfolgreich nachgewiesen, dass zahlreiche atavistische Gliedmaßenmuskeln, die bei erwachsenen Menschen fehlen, aber in vielen Tiergruppen mi Gliedmaßen vorhanden sind, einst während der frühen menschlichen Entwicklung gebildet wurden und vor der Geburt verloren gingen. Und die Forscher fanden auch heraus, dass diese Muskeln vor mehr als 250 Millionen Jahren bei unseren erwachsenen menschlichen Vorfahren verschwanden, als wir von synapsiden Reptilien zu Säugetieren übergingen.

Ein Bericht auf PHYS.ORG diskutiert einen bestimmten Aspekt der Arbeit, der die Frage stellt, „warum“ sich 30 Hand- und Fußmuskeln etwa in der 7. Schwangerschaftswoche bilden , aber ein Drittel davon verschmelzen oder nach 13 Schwangerschaftswochen fehlen. Mit ihren neuen Daten sagen die Forscher, dass der langjährige Mythos über unsere Evolution und pränatale Entwicklung immer komplexer wird, wobei mehr anatomische Strukturen wie Muskeln, die kontinuierlich durch die Spaltung früherer Muskeln gebildet werden, dekonstruiert werden können.

Herkunft und Entwicklung der menschlichen Spezies

Das Wort Atavismus stammt aus dem lateinischen Wort atavus, was „Urururgroßvater“ oder „Vorfahre“ bedeutet. In den Sozialwissenschaften ist Atavismus die Tendenz zur Umkehr, wie zum Beispiel die Menschen in der Neuzeit, die zu den Denkweisen und Handlungsweisen früherer Zeiten zurückkehren. In der Biologie ist ein Atavismus jedoch eine Modifikation einer biologischen Struktur, in der ein uraltes Merkmal wieder auftritt, das durch evolutionäre Veränderungen in früheren Generationen verloren gegangen ist.

Kretische Fußspuren stellen Darwins Out-of-Africa-Theorie infrage, sagt Studie

Es gibt Hinweise darauf, dass menschliche Vorfahren aufrecht in Bäumen gingen

Frühe Embryonen zeigen einige Merkmale der Vorfahren, wie den Schwanz dieses menschlichen Embryos. Diese Merkmale verschwinden normalerweise in der späteren Entwicklung, aber es kann nicht passieren, wenn sie einen Atavismus haben. (DO11.10 / Public Domain)

Seit Darwins Evolutionstheorie 1859 erstmals in seinem Buch Über die Entstehung der Arten formuliert wurde, in dem die Prozesse erklärt wurden, durch die sich Organismen im Laufe der Zeit verändern, resultieren aus Veränderungen in vererbbaren physischen und verhaltensbezogenen Eigenschaften, haben Wissenschaftler argumentiert, dass das Auftreten atavistischer Strukturen diese Vorstellung unterstützt, dass sich Arten im Laufe der Zeit von einem gemeinsamen Vorfahren durch „Abstammung mit Veränderung“ verändern, indem Merkmale von Eltern auf Nachkommen übertragen werden.

Menschliche Babys teilen die Muskelmuster der Eidechse

Diese neue Studie, die hochwertige 3D-Bilder von menschlichen Embryonen und Föten verwendet, liefert die erste detaillierte Analyse der Entwicklung menschlicher Arm- und Beinmuskeln und zeigt die vorübergehende Anwesenheit vieler atavistischer Muskeln. Dr. Diogo sagte, was ihn an den neuen Ergebnissen fasziniert ist, dass sein Team verschiedene Muskeln beobachtet hat, die noch nie zuvor in der menschlichen pränatalen Entwicklung beschrieben wurden.

In den Schlussfolgerungen des Papiers wurde festgestellt, dass einige der atavistischen Muskeln zwar in seltenen Fällen bei Erwachsenen in anatomischen Variationen gefunden wurden, dass jedoch keine nennenswerten negativen Auswirkungen auf die Gesundheit der Erwachsenen zu verzeichnen waren. Und dies, so die Forscher, verstärkt die Vorstellung, dass Muskelvariationen und -pathologien mit „verzögerter oder gestoppter embryonaler Entwicklung“ im Zusammenhang stehen können, was erklärt, warum diese Muskeln gelegentlich bei Erwachsenen gefunden werden, und eine Momentaufnahme der „Evolution beim Spiel“ bietet.

Ein Bericht auf Science News besagt, dass andere Tiere einige dieser Muskeln behalten, zum Beispiel haben sowohl erwachsene Schimpansen als auch menschliche Embryonen Epitrochleoanconeus-Muskeln in ihren Unterarmen, während die meisten erwachsenen Menschen das nicht haben. Mehr noch, vor etwa 250 Millionen Jahren verloren menschliche Säugetier-Vorfahren die Dorsometacarpales-Muskeln aus dem Handrücken, als sich Säugetiere und Reptilien auf dem Evolutionsbaum spalteten. Und obwohl Eidechsen und menschliche Embryonen noch diese Muskeln haben, sind sie bei den meisten Erwachsenen nicht zu finden.

Muskeln der erwachsenen menschlichen Hand (u_irwan / Adobe Stock)

Oberes Bild: Die Muskeln in der Hand eines 10 Wochen alten menschlichen Embryos namens dorsometacarpales (die zwei kleinsten horizontalen Muskeln, die im Zentrum hervorgehoben sind) gehen verloren oder verschmelzen mit anderen Muskeln während der Entwicklung. Quelle: Diogo, Siomava, Gitton .

Von Ashley Cowie