I tetrapodernas utveckling, bakbenets position har diversifierats tillsammans med ryggradsformeln, vilket är antalet små ben som bildar kotan. Tetrapods, som namnet antyder, är arter som har fyra fot. Dock, denna grupp inkluderar också många andra djur utan fyra eller några fötter, som ormar och fåglar. Detta beror på att tetrapoder inkluderar alla organismer, levande och utrotade, som härstammar från den sista gemensamma förfadern till amfibier, reptiler och däggdjur, även om de i andra hand har tappat sina "fyra fot".

Även om forskare länge har studerat tetrapod anatomi, hur den artspecifika positionen hos kroppsdelarna hos dessa arter-till exempel bakbenets position längs kroppen - bildas i tidig utveckling är fortfarande oklart. Att belysa detta mysterium kommer att vara ett stort steg i evolutionens biologi.

Denna viktiga pusselbit har äntligen hittats av ett team av forskare från Nagoya University i Japan. Forskarna visade att ett protein som heter GDF11, som är involverad i embryonal utveckling, spelar en viktig roll i den slutliga positionen av sakrala kotor och bakbenen. Studieresultaten publicerades i juli 2017 i Nature Ecology &Evolution .

"I laboratoriemöss som inte producerar proteinet GDF11, vi har noterat att sakrala kotor och bakbenen förskjuts mer bakåt, "sa Yoshiyuki Matsubara, forskare vid avdelningen för biologisk vetenskap och första författare till studien.

För att komma fram till den slutsatsen, forskargruppen började med att analysera uttrycksmönstret hos genen av intresse och undersöka sambandet mellan mönstret och den framtida positionen av ryggraden och bakbenen vid olika utvecklingsstadier i kycklingembryon. Nästa, de testade om bakbenets positionering kan manipuleras genom att ändra tidpunkten för GDF11 -aktivitet i embryona. Slutligen, att helt klargöra GDF11:s roll för diversifiering av bakbenets position i tetrapoder, teamet undersökte sambandet mellan Gdf11 -uttryck och bakbenpositionering i åtta tetrapodarter, inklusive den afrikanska klöda grodan, Kinesisk mjukskalad sköldpadda, ocelot gecko, Japansk randig orm, brud, vaktel, emu och mus.

"Våra resultat tyder också på att artspecifik bakpositionering kan ha varit en effekt av förändringen i tidpunkten eller frekvensen av händelser i genen som uttrycker GDF11 under embryonal utveckling, "sa Takayuki Suzuki, sista författaren till studien.

Enligt deras slutsats, ormar har en lång stam eftersom initieringstiden för Gdf11 -uttryck i utvecklingsstadiet är mycket senare än hos andra tetrapodarter.

Baserat på de nuvarande observationerna, forskarna kommer att föreslå en modell för att förklara kopplingen av positionen sakral-bakben i tetrapodutveckling. Detta kommer att leda till en djupare förståelse för diversifieringen av släktspecifika tetrapod-bakbenlägen, en värdefull information om evolutionen.