В утробата развиващите се хора растат допълнителни мускули в ръцете и краката, които по-късно изчезват без следа, откриха учените.
Временните тъкани, откриха изследователите, могат да останат от нашите еволюционни предци.
Тайнствените мускули могат да бъдат открити в крайници с по-сръчни цифри от нашите, обясни съавторът на проучването Руи Диого, еволюционен биолог и хоминиден палеобиолог от Университета Хауърд във Вашингтон, Окръг Колумбия. Много от мускулите се появяват в гущери, които спортуват фантастично пръстите на краката, докато няколко от тях се появяват при бозайници като шимпанзета, известни с гъвкавите си крака. Въпреки това, при хората тъканите или се сливат с други мускули, или се свиват на нищо преди раждането, според малкото проучване, публикувано на 1 октомври в списанието Development.
Авторите предполагат, че някои от преходните мускули може да са изчезнали от нашите възрастни предци преди повече от 250 милиона години, тъй като бозайниците започват да се развиват от влечуги, подобни на бозайници. Като се има предвид малкият размер на извадката от изследването, остава да се види дали тези мускули се появяват във всички човешки ембриони и какво това може да означава за човешката еволюционна история.
"За мен основната е тази идея, че имаме свръхчислени мускули, които са просто преходни, а след това ги няма", казва Ален Чедотал, невролог и биолог в развитието в университета Пиер и Мария Кюри в Париж, който не е участвал в работата. Изследването трябва да бъде повторено в по-голям мащаб, преди да могат да се правят всякакви „големи изводи“, подчерта Чедотал, но предварителните резултати поставят интересни въпроси за пренаталното развитие.
Мускулите "присъстваха и тогава не бяха, но след това между тях има нещо, което не се знае", каза той. "Какво предизвиква това изчезване на мускулите?"
Поглед под кожата
Въпреки че Чедотал не е участвал в настоящото изследване, данните от неговата лаборатория подхранват разследването на развитието на мускулите на плода. През 2017 г. Чедотал и неговите колеги публикуваха колекция от подробни 3D снимки на човешки ембриони и плодове, подобни на които не бяха виждани досега. Екипът използва техника, наречена "цялостно имунооцветяване", за да направи кожата на техните проби прозрачна и да подчертае специфични видове клетки в тъканта. Използвайки антитела, които се придържат към миозина, протеин, открит само в мускулите, изследователите улавят различни етапи от развитието на човешкия мускул с висока разделителна способност.
Като анатомист, Диого имал умението да забелязва необичайни мускули, дебнещи в образите на ръцете и краката на плода, каза Чедотал. Диого извади 13 3D изображения от базата данни с ембрионални изображения, представляващи ембриони и плодове на възраст между 7 и 13 гестационни седмици. Екипът му открил, че на около 7-та гестационна седмица човешките плодове имат ръце и крака, които съдържат около 30 мускули всяка, но броят им намалява до само 20 около шест седмици по-късно.
Например мускул в ръката, известен като "contrahens 5", се свързва с розовия пръст и издърпва цифрата надолу и към средната линия на ръката. Мускулът се появява при възрастни маймуни и развиващите се човешки ембриони, но изследователите забелязват, че около 10-та гестационна седмица тъканта започва да се разгражда и напълно се разпада преди седмица 11. В стъпалата мускулите, които лежат между метатарзалните кости в стъпалата и издърпват пръстите на краката заедно напълно се оформят и след това се разграждат до 9 седмица.
Въпреки че изглежда, че някои мускули се разграждат или сливат в други мускули още през 7-та седмица, някои продължават добре до 11-та седмица, "което поразително закъснява за атавизмите в развитието", се казва в изявление на Диого.
"Това са мускули, за които знаем, че са присъствали в нашите предци ... и те все още са там", каза Диого за преходните структури. Мускулните остатъци са известни като атавизми - анатомични структури, които са загубени в определени организми, но могат да се появят по време на ембрионално развитие или при възрастни като вариации или аномалии.
Въпреки че хората обикновено губят една трета от атавистичните си мускули на крайниците преди раждането, според проучването, в редки случаи мускул или двама издържат през подрязването и се закачат в зряла възраст, казва Диого. Заставащите мускули често остават незабелязани, нито създават проблеми, нито предоставят на собственика си супер-пъргави цифри, но изглежда са значително по-чести при индивиди със забавяне на развитието, като тези със синдром на Даун или синдром на Едуардс. Възможно е хората да имат по-голяма вероятност да запазят атавистични мускули, когато изпитват задържано или забавено развитие в утробата, предполагат авторите.
Изследването предоставя "първия прецизен атлас" на развитието на ембрионалните крайници при хората, заяви Делфин Дюпрес, биолог по развитието в Института по биология Париж-Сейн, заяви Live Science в имейл. Въпреки това тя добави, че резултатите все още не са проверени и може да се окажат трудни за потвърждаване, тъй като остава „трудно да се изследва мускулното развитие в човешките ембриони в сравнение с животински модели“.
Надявайки се да облекчат ембрионалните изследвания, Чедотал и неговите членове на лабораторията продължават да изграждат своята база данни с изображения. Сега те могат да маркират до осем вида тъкани с различни антитела наведнъж, което означава, че могат да покажат как артериите, нервите и мускулите взаимодействат в ранното човешко развитие. Мускулите трябва да бъдат привързани към нервите и добре снабдени с кръв, за да оцелеят, така че подробните данни могат да позволят на учени като Диого да се съберат точно кога, защо и как мускулите изчезват в утробата, каза той.
Нарастващата база данни, която вече е достъпна за обществено ползване, в крайна сметка ще бъде адаптирана така, че да е съвместима с виртуалната реалност и други платформи, които дават възможност на потребителите да взаимодействат с 3D изображения, добави Chédotal. Той се надява, че базата данни ще се окаже полезна за всички - от утвърдени изследователи до студенти по медицина, които досега са изучавали развитието на плода от илюстрации в учебниците на десетилетия, каза той.
Диого планира да използва изображения от базата данни, за да проучи как се развиват човешката глава, артерии и нерви в матката. Освен откриването на нови подробности от еволюционната история на човека, Диого каза, че цели да помогне на медицинските специалисти да предскажат какво точно се крие под кожата на пациентите им. Ако изследователите биха могли да предскажат кои анатомични вариации могат да присъстват при конкретен пациент, той предположи, че лекарите биха могли да бъдат по-добре подготвени за операция и като цяло да предоставят превъзходни грижи.
