L'evoluzione degli arti dai pesci agli animali terrestri è un esempio affascinante di come i cambiamenti genetici possano portare a profondi adattamenti morfologici. I progetti genetici degli arti negli animali terrestri possono essere fatti risalire alla storia evolutiva dei pesci, e lo studio di questi cambiamenti fornisce informazioni sui meccanismi alla base dello sviluppo e dell’evoluzione degli arti.

1. Geni Hox :I geni Hox sono un gruppo di fattori di trascrizione che svolgono un ruolo cruciale nel determinare l'identità e la posizione delle strutture corporee lungo l'asse antero-posteriore. Nei pesci, i geni Hox sono coinvolti nella specificazione dell'identità dei raggi delle pinne e nell'organizzazione dello scheletro delle pinne. Durante la transizione dall'acqua alla terra, i cambiamenti nella regolazione e nell'espressione dei geni Hox hanno consentito la modificazione delle strutture delle pinne negli arti.

2. Sonic Hedgehog (Shh) :Shh è una molecola di segnalazione coinvolta nello sviluppo e nel modello degli arti. Nei pesci, Shh è espresso nelle pinne in via di sviluppo e svolge un ruolo nella regolazione della crescita e della forma delle pinne. Durante l'evoluzione degli arti, le modifiche nella via di segnalazione Shh, come i cambiamenti nei tempi e nella posizione dell'espressione Shh, hanno contribuito alla formazione delle dita degli arti e allo sviluppo dello scheletro degli arti.

3. Geni scatola accoppiati (geni Pax) :I geni Pax sono un altro gruppo di fattori di trascrizione essenziali per lo sviluppo degli arti. Nei pesci, i geni Pax sono coinvolti nello sviluppo delle pinne pettorali e pelviche. I cambiamenti nella regolazione e nell'espressione dei geni Pax durante l'evoluzione hanno consentito la trasformazione delle pinne in arti con segmenti e dita distinti.

4. Cooptazione e modifica di percorsi genetici esistenti :L'evoluzione degli arti ha comportato la cooptazione e la modifica di percorsi genetici già presenti nei pesci. Ad esempio, il kit di strumenti genetici per la costruzione degli arti è stato probabilmente derivato dai circuiti genetici preesistenti per lo sviluppo delle pinne. Nel corso del tempo, i cambiamenti nella regolazione e nelle interazioni di questi percorsi genetici hanno portato alla comparsa di arti con funzioni specializzate per la locomozione terrestre.

I progetti genetici per gli arti negli animali terrestri sono il risultato di modifiche evolutive e adattamenti dei percorsi genetici esistenti. Studiando i cambiamenti nella regolazione, nell'espressione e nelle interazioni dei geni, gli scienziati hanno acquisito conoscenze sui meccanismi che sono alla base della transizione dalle pinne agli arti e sulla diversificazione delle strutture degli arti attraverso diversi lignaggi di vertebrati.