I livmoderen vokser udviklende mennesker ekstra muskler i deres hænder og fødder, der senere forsvinder sporløst, har forskere opdaget.
Det midlertidige væv, forskerne fandt, kan være rester fra vores evolutionære forfædre.
De mystiske muskler findes i lemdyr med mere fingerfulde cifre end vores, forklarede medforfatter Rui Diogo, en evolutionsbiolog og hominid paleobiolog ved Howard University i Washington, DC. Mange af musklerne vokser op i firben, der sporter fantastisk vildt tæer, mens et par af dem forekommer hos pattedyr som chimpanser, kendt for deres fleksible fødder. Hos mennesker smelter vævene imidlertid enten sammen med andre muskler eller krymper sig til intet før fødslen, ifølge den lille undersøgelse, der blev offentliggjort 1. oktober i tidsskriftet Development.
Forfatterne antyder, at nogle af de forbigående muskler muligvis er forsvundet fra vores voksne forfædre for mere end 250 millioner år siden, da pattedyr begyndte at udvikle sig fra pattedyrlignende krybdyr. I betragtning af undersøgelsens lille prøvestørrelse skal det dog ses, om disse muskler forekommer i alle menneskelige embryoner, og hvad det kan betyde for menneskets evolutionære historie.
"For mig er det vigtigste denne idé, at vi har overtallige muskler, der bare er forbigående, og så er de væk," sagde Alain Chédotal, en neurovidenskabsmand og udviklingsbiolog ved Pierre og Marie Curie Universitet i Paris, som ikke var involveret i arbejdet. Undersøgelsen skal gentages i større skala, inden der kan drages nogen "store konklusioner", understregede Chédotal, men de foreløbige resultater stiller interessante spørgsmål om prenatal udvikling.
Musklerne "var til stede, og så var de ikke, men derimellem er der noget, der ikke er kendt," sagde han. "Hvad er det, der fremkalder muskelernes forsvinden?"
Ser under huden
Selvom Chédotal ikke var involveret i den aktuelle forskning, fremkaldte data fra hans laboratorium undersøgelsen af fostermuskeludvikling. I 2017 offentliggjorde Chédotal og hans kolleger en samling af detaljerede 3D-øjebliksbilleder af menneskelige embryoner og fostre, som ikke var blevet set før. Holdet brugte en teknik kaldet "helmonteret immunfarvning" for at gøre huden på deres prøver gennemsigtig og fremhæve specifikke slags celler i vævet. Ved hjælp af antistoffer, der låser fast på myosin, et protein, der kun findes i muskler, fangede forskerne forskellige stadier af menneskelig muskeludvikling i høj opløsning.
Som anatomist havde Diogo evnen til at få øje på usædvanlige muskler, der lurer i billederne af føtalens hænder og fødder, sagde Chédotal. Diogo trak 13 3D-billeder fra den embryonale billeddatabase, der repræsenterede embryoner og fostre mellem ca. 7 og 13 drægtighedsuger gamle. Hans team fandt, at menneskelige fostre omkring drægtigheds uge 7 har hænder og fødder, der indeholder cirka 30 muskler hver, men antallet aftager til kun 20 omkring seks uger senere.
For eksempel forbindes en muskel i hånden, kendt som "kontrahener 5", til den pinkige finger og trækker cifferet nedad og mod midtlinjen på hånden. Musklerne forekommer hos voksne aber og udvikler humane embryoner, men forskerne observerede, at omkring drægtighedsuge 10 begynder vævet at nedbrydes og desintegreres fuldstændigt før uge 11. I fødderne muskler, der ligger mellem de metatarsale knogler i fødderne og trækker tæer sammen fuldt ud og nedbrydes derefter efter uge 9.
Selvom nogle muskler så ud til at nedbryde eller smelte sammen i andre muskler allerede i uge 7, varede nogle vedvarende langt ind i uge 11, "hvilket er påfaldende sent for udviklingsmæssige atavismer," sagde Diogo i en erklæring.
"Dette er muskler, som vi ved, at de var til stede i vores forfædre ... og de er stadig der," sagde Diogo om de kortvarige strukturer. De muskulære rester er kendt som atavismer - anatomiske strukturer, der er gået tabt i visse organismer, men kan forekomme under embryonal udvikling eller hos voksne som variationer eller anomalier.
Selvom mennesker normalt mister en tredjedel af deres atavistiske lemmemuskler før fødslen, ifølge undersøgelsen ved sjældne tilfælde vedvarer en muskel eller to gennem beskæringen og hænger rundt i voksen alder, sagde Diogo. De dvælende muskler går ofte upåaktet hen, hverken medfører problemer eller giver deres ejer super-behagelige cifre, men ser ud til at være markant mere almindelige hos personer med udviklingsforsinkelser, såsom dem med Downs syndrom eller Edwards syndrom. Det kan være, at folk er mere tilbøjelige til at beholde atavistiske muskler, når de oplever arresteret eller forsinket udvikling i livmoderen, antyder forfatterne.
Undersøgelsen giver det "første præcise atlas" med udvikling af embryonalben hos mennesker, fortalte Delphine Duprez, en udviklingsbiolog ved Institut for Biologi Paris-Seine, Live Science i en e-mail. Hun tilføjede imidlertid, at resultaterne endnu ikke er verificeret og kan vise sig vanskelige at bekræfte, da det forbliver "svært at studere muskeludvikling i humane embryoner sammenlignet med dyremodeller."
I håb om at lette embryonal forskning fortsætter Chédotal og hans laboratoriemedlemmer med at opbygge deres database med billeder. Nu kan de mærke op til otte vævstyper med forskellige antistoffer på én gang, hvilket betyder, at de kan vise, hvordan arterier, nerver og muskler interagerer i den tidlige menneskelige udvikling. Muskler skal tilsluttes nerverne og forsynes godt med blod for at overleve, så de detaljerede data kan muligvis give forskere som Diogo mulighed for at styre nøjagtigt hvornår, hvorfor og hvordan muskler forsvinder i livmoderen, sagde han.
Den voksende database, som allerede er tilgængelig til offentlig brug, vil til sidst blive tilpasset, så den er kompatibel med virtual reality og andre platforme, der giver brugerne mulighed for at interagere med 3D-billeder, tilføjede Chédotal. Han håber, at databasen vil vise sig nyttig for alle fra anerkendte forskere til medicinstuderende, der indtil nu har studeret fosterudvikling fra årtier gamle illustrationer i lærebøger, sagde han.
Diogo planlægger at bruge billeder fra databasen til at studere, hvordan det menneskelige hoved, arterier og nerver udvikler sig i utero. Ud over at finde nye detaljer i menneskets evolutionshistorie sagde Diogo, at han sigter mod at hjælpe medicinske fagfolk med at forudsige nøjagtigt, hvad der ligger under deres patients hud. Hvis forskere kunne forudsige, hvilke anatomiske variationer der kunne være til stede hos en bestemt patient, foreslog han, kunne lægerne være bedre forberedt på operation og generelt levere overlegen pleje.
