Kieuwen van rog en armen van mens groeien hetzelfde

Foto Andrew Gillis

Deze rog is bijna af. Nog een paar dagen groeien en dit embryo zou klaar zijn geweest om uit het ei te kruipen. Zover is het nooit gekomen – het diertje is uit zijn ei gehaald en geprepareerd door twee biologen uit de VS en Canada. Zij kleurden het kraakbeen rood om de ontwikkeling van het skelet zichtbaar te maken.

De vleugelvorm van een rog lijkt nauwelijks op het bouwplan van een mens. En toch vertoont het groeien van roggenkieuwen opvallende overeenkomsten met de manier waarop onze armen en benen groeien. Dinsdag 19 april presenteerde het biologenduo daarvoor bewijs in het tijdschrift Development. De resultaten sluiten aan bij een oud idee dat poten van viervoeters en vinnen van vissen omgevormde kieuwbogen zijn.

De vinnen van vissen en poten van viervoeters hebben dezelfde evolutionaire oorsprong. Het zijn homologe structuren, zou een evolutiebioloog zeggen. Wat voor viervoeters voor- en achterpoten zijn, zijn bij vissen de borst- en buikvinnen.

Biologen weten niet precies hóe ledematen in de evolutie zijn ontstaan. De Duitse embryoloog Carl Gegenbaur zag in 1878 dat kraakbeenvissen als roggen en haaien bovenop hun kieuwbogen kleine, vertakte stukjes kraakbeen dragen: de kieuwstralen, die kieuwflappen ondersteunen – op deze foto niet te zien. Volgens Gegenbaur groeiden deze kieuwstralen uit tot ledematen.

De twee embryologen laten nu zien dat tijdens de embryonale ontwikkeling dezelfde signaalstof actief is in kieuwstralen en ledematen: sonic hedgehog. Ze spoten roggeneitjes in met een stof om sonic hedgehog te remmen. Muizen en salamanders krijgen daar minder vingers van, roggen kregen minder kieuwstralen. Kieuwstralen en ledematen delen hetzelfde ontwikkelingsplan, concludeert het duo.