Viten

Kvifor får du akkurat fem fingrar? Og korleis veit handa kvar tommelen skal vere?

Hendene dine er eit resultat av ei utvikling over milliardar av år.

Svaret kjem frå både fuglar og fisk.

  • Åsmund H. Eikenes, forskingsformidlar
Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Nyleg publiserte amerikanske forskarar resultat som viser korleis fiskefinnar utvikla seg til hender for millionar av år sidan. Resultata gir etterlengta og spennande detaljar om dei ti fingrane våre.

Om du ser på den eine handa di, kan du sjå tre ulike aksar:

Ein frå handledd til fingertupp, den neste frå handflate til handbak, og den tredje frå tommel til veslefinger.

I handa, som i resten av menneskekroppen, er det tre dimensjonar å halde styr på. Dette er inga enkel oppgåve, verken for kunstnarar som skal teikne realistiske menneskekroppar, eller for cellene som laga hendene dine i mors mage.

Fisk og folk og kyllingar

Korleis klarar cellene i armen å telje til fem fingrar? Og korleis veit handa kvar tommelen skal vere?

Åsmund H. Eikenes.

Spørsmåla er mange, og etter kvart som forskarane har funne solide svar, har det dukka opp nye spørsmål.

I rekka av oppdagingar dei siste 50 åra viser nye data at utviklinga av hendene våre ikkje er så ulikt som utviklinga av finnane hjå ein fisk.

Hendene våre er heller ikkje så ulike vengene til fuglar. Fordi hender og venger har same evolusjonære opphav, er det mogleg å studere den eine (venger) for å få kunnskap om den andre (hender).

På 60-talet studerte det amerikanske forskarparet James Saunders og Mary Gasseling nettopp korleis utviklinga av venger føregår. For å studere korleis ein kylling vert til på innsida av eit egg, fjerna forskarane forsiktig ein liten del av eggeskalet.

Celler med to oppgåver

Saunders og Gasseling flytta deretter små grupper av celler mellom ulike delar av handklumpane i kyllingembryoa, og observerte korleis dei ekstra cellene påverka talet på «fingrar» i vengene.

I 1968 fann Saunders og Gasseling at det var nokre heilt spesielle celler i den vesle klumpen som utførte to oppgåver. Cellene bestemte både kor mange fingrar kyllingen skulle få, og i kva rekke fingrane skulle organiserast.

Mange år seinare, med bidrag frå eit titals fleire forskarar, veit vi no at det er ei gruppe av celler som sit om lag der veslefingeren er festa til handflata, som har jobben med å telje til fem fingrar i ei menneskehand.

Den vesle gruppa av celler lagar eit protein kalla Sonic hedgehog (forkorta Shh og oppkalla etter Segas dataspelfigur Sonic the Hedgehog frå 1991).

Gradienten styrer talet

Shh spreier seg frå celle til celle, og lagar ein gradient i klumpen som skal verte til ei hand. Gradienten spreier seg frå veslefinger til peikefinger. I fosterutviklinga hjå både kyllingar og menneske utviklar delar av handa seg til ulike fingrar fordi cellene får ulike mengder Shh.

Forskarane ved universitetet i Chicago har funne celler som gjer same jobben i finnar og i hender (grønt på biletet).

Cellene som får mest Shh, lagar veslefingeren, medan cellene som ikkje får noko signal, lagar tommelen. Dei tre fingrane på midten vert til av celler som får ulike nivå av Shh.

Genetiske feil som aukar produksjonen av Shh i fosterutviklinga, kan til dømes føre til at handa får seks fingrar.

Mykje av grunnlaget for denne kunnskapen kjem frå forsking med kyllingar, men resultata gjeld også for hendene våre.

Frå finnar til fingrar

Evolusjonshistoria fram mot hendene våre er lang, og ei svært viktig hending er fisken som kraup opp av havet for om lag 400 millionar år sidan. Det har likevel vore vanskeleg å detaljforklare overgangen frå prehistoriske finnar til moderne armar, både grunna avgrensingar i dei laboratorietekniske metodane, og mangel på fossil.

I august kunne eit team av amerikanske forskarar, leia av Neil Shubin ved Universitetet i Chicago, fortelje at dei hadde løyst akkurat dette mysteriet.

I ein serie eksperiment med laboratoriefisk fant forskarane at celler som regulerer produksjon av fingrar hjå pattedyr, også sørgjer for å lage dei lange, tynne beina i finnane hjå fisk.

Cellene med denne jobben har til felles at dei vert styrt av ei gruppe gen kalla HoxD. HoxD sørger for at cellene veit at dei skal lage anten fingrar eller finnar, viktige oppgåver i embryoutviklinga av menneske og fisk.

Andre gen i Hox-familien styrer organiseringa av hovud, skulder, kne og tå hjå organismar så ulike som fluger, fuglar, fisk og folk.

Kunnskapen om hendene våre inkluderer no nokre fleire detaljar om kvar dei kjem frå og korleis dei vert til.

Resultata gir som vanleg eit titals nye spørsmål, medan dei fem fingrane på kvar hand vert stadig meir imponerande.

Åsmund H. Eikenes har ein doktorgrad frå Senter for Kreftbiomedisin ved Universitetet i Oslo. Han er forskingsformidlar og forfattar, med interesse for natur, biologi, kropp og sjukdom. Twitter: @aaeik

Artikkelen er basert på utdrag frå «Handboka – alt du vil vite om hendene dine, og litt til» (Samlaget 2016) av Åsmund H. Eikenes.

Kilder: Referanse til Neil Shubin sine funn

Flere saker fra Aftenposten Viten:

Hvert år før 1500 av denne kreftsykdommen. Disse undersøkelsene kan gjøre at færre dør.

Ja, det ER mye veps i år, men her er en god nyhet

For lite sol er like farlig som røyking

Les mer om

  1. Genetikk
  2. Natur
  3. Fiskeri
  4. Viten
  5. Biologi
  6. Forskning og vitenskap
  7. Kropp