Nell'utero, gli umani in via di sviluppo crescono muscoli extra nelle loro mani e piedi che poi scompaiono senza lasciare traccia, gli scienziati hanno scoperto.
I tessuti temporanei, hanno scoperto i ricercatori, possono essere gli avanzi dei nostri antenati evolutivi.
I misteriosi muscoli possono essere trovati negli animali inerte con cifre più abili delle nostre, ha spiegato il coautore dello studio Rui Diogo, un biologo evoluzionista e un ominide paleobiologo alla Howard University di Washington, DC Molti dei muscoli affiorano nelle lucertole, che sfoggiano fantasticamente sinuose dita dei piedi, mentre un paio di loro compaiono nei mammiferi come scimpanzé, noti per i loro piedi flessibili. Tuttavia, nell'uomo, i tessuti si fondono con altri muscoli o si riducono a nulla prima della nascita, secondo il piccolo studio, pubblicato il 1 ottobre sulla rivista Development.
Gli autori suggeriscono che alcuni dei muscoli transitori potrebbero essere spariti dai nostri antenati adulti più di 250 milioni di anni fa, mentre i mammiferi iniziarono ad evolversi da rettili simili a mammiferi. Date le piccole dimensioni del campione dello studio, tuttavia, resta da vedere se questi muscoli compaiono in tutti gli embrioni umani e cosa possa significare per la storia dell'evoluzione umana.
"Per me, l'idea principale è che abbiamo muscoli soprannumerari che sono solo transitori, e poi se ne sono andati", ha dichiarato Alain Chédotal, neuroscienziato e biologo dello sviluppo dell'Università Pierre e Marie Curie di Parigi, che non era coinvolto in il lavoro. Lo studio deve essere replicato su larga scala prima di poter trarre qualsiasi "grande conclusione", ha sottolineato Chédotal, ma i risultati preliminari pongono interessanti domande sullo sviluppo prenatale.
I muscoli "erano presenti e poi non lo erano, ma poi nel mezzo c'è qualcosa che non si sa", ha detto. "Che cosa sta inducendo questa scomparsa dei muscoli?"
Guardando sotto la pelle
Sebbene Chédotal non fosse coinvolto nella ricerca attuale, i dati del suo laboratorio hanno alimentato le indagini sullo sviluppo del muscolo fetale. Nel 2017, Chédotal e i suoi colleghi hanno pubblicato una raccolta di istantanee 3D dettagliate di embrioni e feti umani di cui non si era mai visto prima. Il team ha utilizzato una tecnica chiamata "immunocolorazione a innesto intero" per rendere trasparente la pelle dei loro campioni ed evidenziare specifici tipi di cellule all'interno del tessuto. Usando anticorpi che si attaccano alla miosina, una proteina presente solo nei muscoli, i ricercatori hanno catturato varie fasi dello sviluppo del muscolo umano in alta risoluzione.
Come anatomista, Diogo aveva l'abilità di individuare muscoli insoliti in agguato nelle immagini di mani e piedi fetali, ha detto Chédotal. Diogo ha estratto 13 immagini 3D dal database di immagini embrionali, che rappresentano embrioni e feti tra circa 7 e 13 settimane gestazionali. Il suo team ha scoperto che, alla settimana 7 circa della gestazione, i feti umani hanno mani e piedi che contengono circa 30 muscoli ciascuno, ma il numero diminuisce a soli 20 circa sei settimane dopo.
Ad esempio, un muscolo nella mano noto come "contrahens 5" si collega al mignolo e tira la cifra verso il basso e verso la linea mediana della mano. Il muscolo appare nelle scimmie adulte e sviluppa embrioni umani, ma i ricercatori hanno osservato che intorno alla settimana gestazionale 10, il tessuto inizia a degradarsi e si disintegra completamente prima della settimana 11. Nei piedi, i muscoli che si trovano tra le ossa metatarsali dei piedi e tirano le dita dei piedi si formano completamente e poi si scompongono entro la settimana 9.
Sebbene alcuni muscoli sembrassero degradarsi o fondersi con altri muscoli già dalla settimana 7, alcuni persistevano fino alla settimana 11, "che è sorprendentemente in ritardo per gli atavismi dello sviluppo", ha detto Diogo in una nota.
"Questi sono muscoli che sappiamo essere presenti nei nostri antenati ... e sono ancora lì", ha detto Diogo delle strutture transitorie. I resti muscolari sono noti come atavismi - strutture anatomiche che sono state perse in alcuni organismi ma che potrebbero apparire durante lo sviluppo embrionale o negli adulti come variazioni o anomalie.
Sebbene gli umani normalmente perdano un terzo dei loro muscoli atavici degli arti prima della nascita, secondo lo studio, in rare occasioni, un muscolo o due persiste attraverso la potatura e si aggira nell'età adulta, ha detto Diogo. I muscoli persistenti spesso passano inosservati, non causando problemi né concedendo al loro proprietario cifre agili, ma sembrano essere significativamente più comuni negli individui con ritardi nello sviluppo, come quelli con sindrome di Down o sindrome di Edwards. È possibile che le persone abbiano maggiori probabilità di trattenere i muscoli atavici quando sperimentano uno sviluppo arrestato o ritardato nell'utero, suggeriscono gli autori.
Lo studio fornisce il "primo atlante preciso" dello sviluppo degli arti embrionali nell'uomo, Delphine Duprez, un biologo dello sviluppo presso l'Istituto di biologia Parigi-Senna, ha detto a Live Science in una e-mail. Tuttavia, ha aggiunto che i risultati devono ancora essere verificati e possono rivelarsi difficili da confermare, dato che rimane "difficile studiare lo sviluppo muscolare negli embrioni umani rispetto ai modelli animali".
Nella speranza di facilitare la ricerca embrionale, Chédotal e i suoi membri del laboratorio stanno continuando a costruire il loro database di immagini. Ora possono etichettare fino a otto tipi di tessuto con anticorpi diversi contemporaneamente, il che significa che possono mostrare come arterie, nervi e muscoli interagiscono nel primo sviluppo umano. I muscoli devono essere collegati ai nervi e ben forniti di sangue per sopravvivere, quindi i dati dettagliati possono consentire agli scienziati come Diogo di mettere insieme esattamente quando, perché e come i muscoli scompaiono nell'utero, ha detto.
Il crescente database, che è già disponibile per uso pubblico, verrà eventualmente adattato in modo da essere compatibile con la realtà virtuale e altre piattaforme che consentono agli utenti di interagire con le immagini 3D, ha aggiunto Chédotal. Spera che il database possa rivelarsi utile a tutti, dai ricercatori acclamati agli studenti di medicina, che fino ad ora hanno studiato lo sviluppo fetale da illustrazioni vecchie di libri di testo, ha detto.
Diogo prevede di utilizzare immagini dal database per studiare come si sviluppano la testa umana, le arterie e i nervi in utero. Oltre a scoprire nuovi dettagli della storia dell'evoluzione umana, Diogo ha affermato di voler aiutare i professionisti della medicina a prevedere esattamente cosa si nasconde sotto la pelle dei loro pazienti. Se i ricercatori potessero prevedere quali variazioni anatomiche potrebbero essere presenti in un particolare paziente, ha suggerito, i medici potrebbero essere meglio preparati per un intervento chirurgico e generalmente fornire cure di qualità superiore.
