Als Matthew Harris von der University of Wisconsin eines Abends spät im entwicklungsbiologischen Labor arbeitete, bemerkte er, dass einem mutierten Hühnerembryo, den er gerade untersuchte, der Schnabel abgefallen war. Bei näherer Betrachtung des abgefallenen Schnabels entdeckte er winzige Erhebungen und Ausstülpungen entlang des Schnabelrandes, die wie Zähne aussahen – Alligatorzähne, um genau zu sein. Die zufällige Entdeckung zeigte, dass Hühner weiterhin die Fähigkeit haben, Zähne zu bilden, obwohl Vögel dieses Merkmal schon vor langer Zeit verloren haben. Die Entdeckung ließ auch die umstrittene Theorie eines der Begründer der vergleichenden Anatomie, Etienne Geoffroy Saint-Hillaire, wieder aufleben.
Im frühen 19. Jahrhundert beobachtete Saint-Hillaire, dass sich entwickelnde Papageien winzige Höcker an ihren Schnäbeln haben, die Zähnen ähneln, was er modernen Tieren zuschrieb, die von primitiveren Formen abstammen. Aufgrund seiner Auseinandersetzungen mit Georges Cuvier über die Evolution geriet diese Entdeckung jedoch in Vergessenheit, bis Harris, ein Doktorand, sie fast 200 Jahre später wiederentdeckte.
Die mutierten Hühner, die Harris untersuchte, tragen ein rezessives Merkmal mit der Bezeichnung talpid2. Dieses Merkmal ist letal, d.h. solche Mutanten werden nie geboren, aber einige brüten bis zu 18 Tage lang in den Eiern. Während dieser Zeit bilden sich im Kiefer des mutierten Embryos dieselben beiden Gewebe, aus denen sich bei Säugetieren Zähne entwickeln – und das führt zu entstehenden Zähnen, eine Struktur, die den Vögeln seit mindestens 70 Millionen Jahren fehlt. „Sie bilden keinen Backenzahn“, erklärt der Entwicklungsbiologe John Fallon, der Harris‘ Arbeit beaufsichtigte. „Was sie machen, ist diese konische, säbelförmige Struktur, die eindeutig ein Zahn ist. Das andere Tier, das einen solchen Zahn hat, ist ein Alligator.“
Vorherige Versuche, Zähne bei Hühnern zu erzeugen, beruhten auf der Einführung genetischer Informationen von Mäusen, was dazu führte, dass Hühnern Säugetiermolaren wuchsen. Die dem Huhn zugrundeliegende Fähigkeit, Zähne wachsen zu lassen, stammt jedoch von einem gemeinsamen Vorfahren mit Alligatoren – den Archosauriern -, der jünger ist als derjenige, der Vögel und Säugetiere miteinander verbindet. Dennoch ist der zugrundeliegende genetische Mechanismus, der die Zähne bei Mäusen, Alligatoren und mutierten Hühnern hervorbringt, derselbe.
Wie genau die Mutation die Hühner dazu bringt, Zähne wachsen zu lassen, ist laut Fallon unbekannt, aber ein ähnlicher Effekt kann bei normalen Hühnern erzeugt werden. Harris bewies dies, indem er ein Virus entwickelte, das die molekularen Signale der Mutation nachahmte und normale Hühner dazu brachte, kurzzeitig Zähne zu entwickeln, die dann wieder in den Schnabel aufgenommen wurden. Die Entdeckung eines solchen Atavismus, die in der gestrigen Ausgabe von Current Biology vorgestellt wurde, eröffnet einen neuen Weg, um zu verstehen, wie bestimmte Strukturen wie Zähne in verschiedenen evolutionären Abstammungslinien verloren gehen. Sie bestätigt auch die Beobachtungen, die einer der frühen Väter der vergleichenden Anatomie vor langer Zeit gemacht hat.