A kutyák fülük felemelésével vagy hátrahúzásával jelzik a hangulatukat. A denevérek antennákhoz hasonló füleikkel találják meg az ízletes repülő rovarokat. Az elefántok hatalmas fülei pedig ventilátorként szolgálnak a tűző napon. Bár más gerinceseknek is rendelkeznek hallószervvel, csak az emlősöknek van a fejüktől elálló, bonyolult szerkezetű toldalékuk, amelyet külső fülnek nevezünk. Két egymástól független, de egymást kiegészítő, a napokban közzétett tanulmány meglepő részleteket tár fel a külső fül összetételéről és kialakulásáról. A Science című folyóiratban megjelent tanulmány szerint az emlősök külső füle szokatlanul gazdag a porc egy szokatlan, lipidekkel teli és fokozott rugalmasságot mutató formájában. A Nature-ben megjelent tanulmány pedig megállapítja, hogy az emlősök külső fülét formáló genetikai szabályozó rendszerek a halak kopoltyújának kialakulásáért felelős genetikai áramkörökből származhatnak.
Maksim Plikus, a Kaliforniai Egyetem fejlődés- és őssejtbiológusa és kollégái akkor bukkantak az újszerű porcra, amikor egérfülszöveteket készítettek elő mikroszkópos vizsgálatra. Miután a szövetet szárító vegyszerekkel kezelték, árulkodó rések jelentek meg, amelyek általában arra utalnak, hogy a minta lipideket tartalmaz. Amikor közelebbről megnézték, észrevették, hogy a fülporc különbözik a hagyományos porcoktól: a lipidekkel teli sejtekkel telezsúfolt szövet leginkább a buborékfóliára hasonlít. Ami alapvetően ellentétes a hagyományos vélekedéssel, miszerint a porcképző sejtek, az úgynevezett kondrociták kevés lipidet tartalmaznak.
A kutatócsoport több ilyen lipidben gazdag porcot fedezett fel az egerek orrában, gégéjében és szegycsontjában is. És más emlősök, köztük oposszumok, denevérek és emberek fülében is kimutatták a különleges szövetet, amely azonban hiányzik a kétéltűekből, a hüllőkből és a madarakból, vagyis mindazon állatokból, amelyeknek nincs külső fülük. Miután az újonnan felfedezett porcból vett mintákat alaposabban is tanulmányozták, kiderült, hogy a szövet merevebb és tartósabb, mint a zsír, de rugalmasabb, mint a térdből és a bordákból származó közönséges porc. Amikor kémiailag kivonták belőle a lipideket, merevebbé és ellenállóbbá vált, és jobban hasonlított a hagyományos porcra, ami azt jelzi, hogy a lipidek adják szokatlan tulajdonságait.
Az anatómia tankönyvekben az a konszenzus, hogy három fő porctípus létezik, mondja Plikus. A felfedezés azonban egy negyedikkel egészíti ki ezt a listát. Szerinte a különleges porc jó építőanyag. Amikor a lipidekben gazdag kondrociták a helyükre kerülnek, egy állat egész életén át megmaradnak – legalábbis a rágcsálókban –, és így biztosítják a szerkezeti stabilitást. A sejtek mérete egyenletes, majdnem olyan, mint a legókockáké, mondja a szakértő, és így képesek nagyon bonyolult mikrostruktúrákba rendeződni. A denevérek fülében például párhuzamos bordákat alkotnak, amelyek javíthatják az állatok hallását.
Az emlősök külső fülének eredete részben azért maradt mostanáig rejtély, mert a porcok általában nem fosszilizálódnak. Az embrionális fejlődés során a halak kopoltyúinak porcai és az emlősök külső fülének porcai ugyanazokból a sejtekből keletkeznek. Ennek mélyen gyökerező genetikai oka van, írják J. Gage Crump fejlődésbiológus a Dél-kaliforniai Egyetemről és kollégái a Nature-tanulmányban. Amikor a génaktivitást vizsgálták a zebradániók és az ember porcaiban, felfedezték, hogy az emberi fülporcok mintázatai leginkább a zebradániók kopoltyúszövetében találhatókhoz hasonlítanak.
A halak kopoltyúi és az emberi fülporcok olyan kulcsfontosságú DNS-szekvenciákon is osztoznak, amelyek bizonyos gének aktivitását fokozzák, állapították meg a kutatók. Az emberi fülporcban azonosított 14 szekvencia közül öt a zebrahal kopoltyúporcában is megtalálható. Ugyanakkor ezek közül csak egy volt jelen a halak nem kopoltyúból származó porcaiban. A szakértők azt is kimutatták, hogy e szekvenciák közül legalább néhány felcserélhető a halak és az emlősök között. Amikor az emberi változatokat zebradániókba ültették, a szekvenciák főként a halak kopoltyújában lévő géneket kapcsolták be. A zebradániókból származó kopoltyúgén-aktivátorok egyike pedig stimulálta a rágcsálók fülében lévő géneket, miután a kutatócsoport egérembriókhoz adta azt. Crump számára az eredmények azt mutatják, hogy az emlősök a fülük kialakításához ugyanazokat a genetikai vezérlőket veszik igénybe, amelyek a halak számára is lehetővé teszik a kopoltyúik kialakítását.
Crump és kollégái azt is vizsgálták, hogy ugyanezek a genetikai programok az evolúciós történelemben milyen távolra nyúlnak vissza. Ehhez a gerincesek távoli rokonainak számító tőrfarkú rákok kopoltyúszövetét elemezték. Úgy találták, hogy a zebradániók egyik porcokért felelős génaktivátorának közeli rokona a rákok kopoltyújában is működik. Amikor a rákok változatát zebradánió-embriókba ültették át, az aktiválta a halak kopoltyújában lévő géneket. „A fülünk az első létező porc evolúciós maradványa lehet” – mondja Crump.
A porccal kapcsolatos új információk segíthetnek a kutatóknak abban is, hogy helyettesítő szövetet hozzanak létre sérült vagy elöregedett testrészekbe. Plikus és munkatársai ennek lehetőségét be is mutatták: emberi embrionális őssejteket növesztettek olyan struktúrákká, amelyek az arc- és nyak porcaihoz hasonló porcot tartalmaztak, lipidekkel feltöltött kondrocitákkal kiegészítve. „Az ilyen, laboratóriumban növesztett emberi porcok a jövőben felhasználhatók lehetnek a gyógyításban” – mondja a kutató.
