Evoluzione: la cloaca dei pesci è all'origine delle nostre dita

Come sono apparse le dita durante l'evoluzione? © Laurent Duclos

Le dita dei vertebrati sono apparse per la prima volta circa 380 milioni di anni fa, durante la transizione dai pesci dalle zampe carnose ai tetrapodi, un importante punto di svolta evolutivo. Recenti ricerche, in particolare quelle condotte dall'Università di Ginevra (UNIGE) con l'EPFL, il Collège de France, Harvard e Chicago, stanno rivelando punti chiave completamente nuovi sulla loro origine.

Origine genetica e riciclaggio evolutivo

Le dita non sono nate da una base genetica completamente nuova, ma dalla "cooptazione" di una vecchia regione del genoma dei pesci, inizialmente coinvolta nella formazione della cloaca (l'organo terminale dei sistemi digestivo, escretore e riproduttivo).

Questa regione del genoma, nota come "paesaggio regolatore", controlla l'attivazione dei geni Hox, i "geni architetto" che determinano dove e come si formano i segmenti del corpo.

Studiando e modificando il genoma dei pesci, gli scienziati hanno notato che la delezione mirata di questo regolatore di paesaggio determinava la perdita di espressione nella cloaca, ma non nelle pinne. Ciò indica che questo meccanismo, presente nei pesci, è stato riutilizzato nei vertebrati terrestri per generare le dita.

Ciò che hanno in comune è che le dita e la cloaca sono strutture terminali (la fine di arti o organi), come risultato di questo riciclo evolutivo, secondo lo studio pubblicato su Nature.

Expression du gène Hox13 dans le poisson zèbre (Duboule et al., Nature, 2025) © Brent Hawkins
Espressione del gene Hox13 nel pesce zebra (Duboule et al., Nature, 2025) © Brent Hawkins

I fossili: prove di transizione

I pesci fossili di 380 milioni di anni fa, come Elpistostege watsoni e altri sarcopterigi, mostrano già "dita" (falangi) all'interno delle pinne.

Queste dita primitive sarebbero state utilizzate per sostenere il peso dei pesci in acque poco profonde o durante brevi uscite dall'acqua, conferendo loro maggiore flessibilità e sostegno, un passo decisivo verso la conquista della terraferma.

I primi tetrapodi (Ichthyostega, Acanthostega) avevano arti con 7-8 dita che assomigliavano ancora a pinne natatorie.

Sintesi

La comparsa delle dita non è quindi una "invenzione" chirurgica sulla terraferma, ma il risultato di un riciclo evolutivo di una regione genomica ancestrale, inizialmente utilizzata per terminare altre strutture, come la cloaca. Questa deviazione di funzione, unita alla strutturazione degli arti nei pesci carnosi, ha permesso ai nostri lontani antenati di adattarsi gradualmente alla vita sulla terraferma.

Une raison de plus pour respecter les poissons.
Un motivo in più per rispettare i pesci.

Questo risultato illustra l'ingegnosità dell'evoluzione: anziché creare da zero, ricicla e adatta costantemente ciò che già esiste per soddisfare nuove esigenze.

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