Werkend laat in het ontwikkelingsbiologie lab op een nacht, Matthew Harris van de Universiteit van Wisconsin merkte dat de snavel van een mutant kip embryo hij aan het onderzoeken was afgevallen. Bij nader onderzoek van de afgebroken snavel vond hij kleine bobbeltjes en uitsteeksels langs de rand die leken op tanden, alligatortanden om precies te zijn. Uit deze toevallige ontdekking bleek dat kippen nog steeds tanden kunnen laten groeien, ook al hebben vogels deze eigenschap lang geleden verloren. De ontdekking deed ook de controversiële theorie herleven van een van de grondleggers van de vergelijkende anatomie, Etienne Geoffroy Saint-Hillaire.
In het begin van de 19e eeuw observeerde Saint-Hillaire dat zich ontwikkelende papegaaien kleine knobbels op hun snavel hebben die lijken op tanden, iets wat hij toeschreef aan moderne dieren die afstammen van primitievere basisvormen. Maar door zijn gevechten met Georges Cuvier over evolutie, werd de ontdekking vergeten totdat Harris, een afgestudeerde student, het bijna 200 jaar later herontdekte.
De gemuteerde kippen die Harris bestudeerde, vertonen een recessieve eigenschap die talpid2 wordt genoemd. Deze eigenschap is dodelijk, wat betekent dat dergelijke mutanten nooit worden geboren, maar sommige incuberen in eieren zo lang als 18 dagen. In die tijd komen dezelfde twee weefsels waaruit bij zoogdieren tanden ontstaan, samen in de kaak van het gemuteerde embryo – en dit leidt tot ontluikende tanden, een structuur die vogels al minstens 70 miljoen jaar ontberen. “Ze maken geen kies,” legt ontwikkelingsbioloog John Fallon uit, die Harris’ werk overzag. “Wat ze maken is deze kegelvormige, sabelvormige structuur die duidelijk een tand is. Het andere dier dat zo’n tand heeft, is een alligator.”
Eerdere pogingen om tanden te produceren bij kippen waren gebaseerd op het introduceren van genetische informatie van muizen, wat resulteerde in kippen die zoogdiermolaren kweekten. Maar het onderliggende vermogen van een kip om tanden te laten groeien is afkomstig van een gemeenschappelijke voorouder met alligators – archosaurussen – die recenter is dan de voorouder die vogels en zoogdieren verbindt. Niettemin blijft het onderliggende genetische mechanisme dat tanden produceert bij muizen, alligators en gemuteerde kippen hetzelfde.
Hoe de mutatie de kippen precies tanden laat ontwikkelen is onbekend, merkt Fallon op, maar een soortgelijk effect kan worden geproduceerd bij normale kippen. Harris bewees dit door een virus te ontwikkelen dat de moleculaire signalen van de mutatie nabootste en ervoor zorgde dat normale kippen kort tanden ontwikkelden die vervolgens weer in de bek werden opgenomen. De ontdekking van een dergelijk atavisme – dat in het gisteren verschenen nummer van Current Biology wordt gepresenteerd – opent een nieuw onderzoekspad in de zoektocht om te begrijpen hoe bepaalde structuren zoals tanden in verschillende evolutionaire lijnen verloren gaan. Het rechtvaardigt ook de waarnemingen van een van de vroege vaders van de vergelijkende anatomie.