当你熟练地移动鼠标点开链接时，你或许意识不到，在这再普通不过的动作中，你已经使用世上最独特的工具之一：人类的手。构造精细的双手让人们得以将脑中所想变为现实，去改变环境，产生文明。我们的双手从何而来？
2004年，古生物学尼尔·舒宾（Neil Shubin）和泰德·德斯科勒（Ted Daeschler）团队在加拿大北部的埃尔斯米尔岛找到一种怪异生物的化石：它像鱼一样有着鳃和鳍，同时又具有颈部，以及骨骼结构类似手臂的前鳍。这种名为提塔利克鱼（Tiktaalik）的生物生活在约3.75亿年前的泥盆纪晚期，被认为是鱼类和早期四足类动物之间的过渡性物种。
在它和与它类似的物种离开水面、触碰陆地的征程中，漫长的岁月如精致的雕刻家般在它们的基因组里留下了进化的拓印。最终，脚踏大地的四足类出现在了这颗星球上。而它们中的一支，将在前肢末端长出双手。
鱼类与四足类之间的演化史空缺因提塔利克鱼的发现而填上了一块。但是，四肢与鱼鳍在发育上的关系依然尚不明朗。
发育生物学证据显示，鱼鳍的鳍条和四足动物前肢的指骨有着截然不同的发育途径——组成鳍条的硬骨是膜骨（dermal bones），它们直接在结缔组织中形成；而四足类的指骨是软骨化骨（endochondral bones），它们则是先在结缔组织中形成软骨，再将软骨破坏而形成的。基于这样的原因，多年以来，科学家们一直认为指头是一种没有前身的结构创新。
不过，这种观点现在受到了动摇。
借助CRISPR基因编辑技术，舒宾的团队发现鳍条和指头可能是一脉相承的结构，它们共用一套遗传工具，也共享着一段发育历史。他们的论文近日被发表到《自然》（Nature）杂志上。从鳍条到指头：同样的细胞，不同的命运。在之前的研究中，人们已经知道在四肢形成的过程中，一类名为Hox的基因起着关键作用，其中的Hox13在腕骨和指骨发育中的作用更是决定性的。
20世纪90年代，研究者发现Hoxa13和Hoxd13两个基因失去功能的小鼠，在发育时完全失去了手部结构。这意味着，在小鼠胚胎中，在终将发育成小鼠前肢的肢芽（limb bud）里，有一些细胞需要在这些基因被激活的状态下才会形成腕部和指节。荧光标记指示，这些细胞集中在肢芽远端。
舒宾和同事借助最成熟的鱼类模式生物——斑马鱼，来对鱼鳍和四肢之间的关系进行更加深入的研究。他们意外地发现，斑马鱼鱼鳍在发育过程中，鳍芽远端的一些细胞也同样会在特定时期激活Hox基因，并向外迁移发育成鳍条。这些结果提示，尽管鳍条和指骨是发育方式完全不同的骨骼，但塑造它们的细胞却有着同样的特征。
2013年起，舒宾实验室的博士后中村哲也（Tetsuya Nakamura）试图利用当时引起巨大反响的CRISPR系统在斑马鱼中敲除Hox13家族基因，来观察它们对斑马鱼鱼鳍发育的影响。结果显示，只有Hoxd13a一个基因失去功能的斑马鱼成体，鱼鳍长度与野生型的斑马鱼鱼鳍没有显著差别，但同时失去了Hoxa13a和Hoxa13b（斑马鱼的两种Hoxa13亚型）的斑马鱼，鳍条则变得更短。
将这三个基因一并敲除的斑马鱼，鱼鳍也呈现出相似的形态。
更加有趣的是，他们通过CT扫描技术发现，那些鳍条剧烈缩短的斑马鱼，在鳍条基底部都出现了更多的软骨化骨——也就是组成四足类指头的骨骼类型。研究者推测，当缺失Hox基因时，本应向外迁移形成膜骨的间充质细胞无法正常迁移，堆积在鳍芽远端，最终发育成软骨化骨，从而导致鳍条变短。
由于鳍条和指骨的发育都涉及同一类细胞的迁移和分化，尼尔·舒宾团队这些结果为鳍条与指骨之间的遗传关联提供了证据。在感到兴奋的同时，科学家们依然保持着严谨的乐观。
来自加利福尼亚大学圣迭戈分校的阿迪蒂亚·瑟斯纳（Aditya Saxena）和金柏莉·库珀（Kimberly L. Cooper）认为，研究者依然有必要在更“原始”的鱼类物种，比如雀鳝和匙吻鲟中进行类似的工作，来进一步验证尼尔·舒宾的突破性进展。不过，在如CRISPR-Cas9这样强力的编辑工具的帮助下，我们已经有理由相信，四肢演化的谜底即将揭晓。