2004 年於加拿大北部出土的 Tiktaalik 魚可算是水棲版本的始祖鳥，牠生存於 3.75 億年前的泥盆紀晚期，魚鰭特徵與過去所發現的古魚類不同， 擁有原始的腕骨及單純的趾頭。專家相信 Tiktaalik 是魚類及兩棲類之間的過渡物種，牠們就算不能以鰭爬行，仍可以承受重量做數下掌上壓。（詳盡 Tiktaalik 資訊可參考芝加哥大學設立的專頁）

重點是，各種生物為了應付不同的生活環境而演化出貌似不同的四肢，不過萬變不離其宗，馬的蹄、鼴鼠的爪，甚至我正在打字的手指或許就與 Tiktaalik 擁有著同一個基因。

其實早在 1996 年，法國一個研究團隊已從老鼠身上發現到控制四肢發展的基因 Hoxa-13 與 Hoxd-13 。當時團隊在老鼠胚胎發展出四肢中的長骨後，關閉這兩個基因，結果老鼠的足踝無法出現，趾骨也沒有長出。

演化學家一直知道魚類也有同樣基因，但因技術問題，一直未能進行相關的實驗。直到 2013 年，發掘 Tiktaalik 而成名的 Neil Shubin 教授，其實驗室一名研究生中村哲也，利用新的基因編改技術 Crispr ，將已修改的 Hoxa-13 與 Hoxd-13 基因插入透明的斑馬魚胚胎，以追蹤牠們的生長情況。這些基因會令斑馬魚無法製造蛋白質，實驗亦顯示斑馬魚因此長出畸形魚鰭。最令團隊意外的是，鰭條（魚鰭軟骨組織）也無法成型。

科學家一直認為鰭條和我們其他動物的趾骨毫無關係，因為我們的手指、腳趾都是軟骨內成骨 Endochondral bone) ，由軟骨發展出來，骨中含血管；而鰭條僅為簡單軟骨組織形成，當中不含血管，被稱為膜骨 (dermal bone) 。然而，中村的發現卻顯示，我們的趾骨發展基因與魚類無異。

實驗室的另一位 Andrew Gehrke 就進行平衡實驗，他將螢光 Hox 基因分別插入斑馬魚與老鼠胚胎，分析個別細胞的流向。他發現製製造 Hox 蛋白的細胞最終會停留在魚鰭令其發光；老鼠的研究就顯示其足踝與趾骨也發光。團隊的結論是：趾骨與魚鰭在很大程度上有關聯。

那這個研究有什麼啟示？至少我們知道，控制 Hox 基因或會幫助到手腳出現異常發展的情況，令病者重拾正常生活。中村的研究結果亦已刊於《自然》期刊，可以參考一下。

論文：
Nakamura, T., Gehrke, A.R. & et al. (2016). Digits and fin rays share common developmental histories. Nature 537, 225–228. doi:10.1038/nature19322