L'evoluzione degli arti dai pesci agli animali terrestri è un esempio affascinante di come i cambiamenti genetici possano portare a profondi adattamenti morfologici. Mentre i pesci hanno pinne per nuotare, gli animali terrestri hanno arti per camminare, correre e altre attività terrestri. I progetti genetici degli arti degli animali terrestri possono essere fatti risalire alla storia evolutiva dei pesci. Ecco una panoramica di come i progetti genetici per gli arti provengano dai pesci:

1. Geni Hox :I geni Hox sono un gruppo di geni regolatori principali che controllano lo sviluppo delle strutture corporee lungo l'asse antero-posteriore (dalla testa alla coda) negli animali. Nei pesci, i geni Hox sono coinvolti nello sviluppo delle pinne. Alcuni geni Hox, come Hoxa13 e Hoxd13, sono associati alla formazione degli abbozzi degli arti negli animali terrestri.

2. Cooptazione dei geni dei pesci :Durante l'evoluzione degli animali terrestri dai pesci, alcuni geni dei pesci furono cooptati per lo sviluppo degli arti. Ad esempio, il gene Sonic hedgehog (Shh), coinvolto nello sviluppo delle pinne nei pesci, è stato cooptato per lo sviluppo degli arti negli animali terrestri. Shh è fondamentale per la crescita e la modellazione delle gemme degli arti.

3. Cambiamenti nell'espressione genica :I modelli genetici degli arti degli animali terrestri comportano anche cambiamenti nei modelli di espressione genetica. Nei pesci, alcuni geni sono espressi nelle pinne, mentre negli animali terrestri l'espressione di questi geni è spostata sugli abbozzi degli arti. Questi cambiamenti nell’espressione genica sono controllati da elementi regolatori che si sono evoluti nel tempo.

4. Evoluzione di nuovi geni :Oltre a cooptare i geni esistenti, durante l'evoluzione degli arti sono emersi anche nuovi geni. Ad esempio, il gene Lmbr1 si trova specificamente negli animali terrestri ed è coinvolto nello sviluppo degli arti. Si ritiene che Lmbr1 sia nato da un evento di duplicazione genetica e dalla successiva specializzazione per lo sviluppo degli arti.

5. Modifiche di sviluppo :L'evoluzione degli arti ha comportato anche modifiche nei processi di sviluppo. Ad esempio, nei pesci, la formazione delle pinne avviene attraverso un processo chiamato crescita della piega delle pinne. Negli animali terrestri, gli abbozzi degli arti emergono come escrescenze dal corpo, e i meccanismi di sviluppo alla base di questo processo sono divergenti da quelli dello sviluppo delle pinne.

Nel complesso, i modelli genetici degli arti degli animali terrestri hanno origine nei geni dei pesci e nei meccanismi di sviluppo. Attraverso la cooptazione genetica, i cambiamenti nell’espressione genetica, l’evoluzione di nuovi geni e le modifiche dello sviluppo, il kit di strumenti genetici per lo sviluppo degli arti è stato gradualmente assemblato durante la transizione dai pesci agli animali terrestri. Questo processo evolutivo esemplifica la notevole adattabilità e diversità della vita sulla Terra.