Може ли алигаторът да има пера?

Съдържание:

Anonim

Ако заглавието на статията ви изненадва, знаете, че съвременните птици са потомци на примитивни влечуги (грубо казано). Известно е, че генетиката на тези животни е била модифицирана в продължение на хиляди години, така че люспите постепенно да се превърнат в пера. Алигаторите всъщност имат особеността да притежават тези механизми за развитие на оперението. Как тогава са покрити с люспи?

Еволюцията е една от онези области на изследване, които са колкото напреднали, толкова и енигматични, които се развиват с разширяването на знанията за генетиката, но от своя страна изваждат наяве повече въпроси, отколкото отговори. Нека да видим този въпрос в детайли.

Как люспите станаха пера?

Първият въпрос, който трябва да бъде обобщен, е как през хилядолетията люспите на определени влечуги са се оказали като пера. Еволюционната биология на развитието откри още през 20-ти век, че има биохимични механизми, които се активират от генетични сигнали, които трансформират перата в люспи и обратно. Благодарение на тях птиците имат пера по телата си и люспи по краката си.

Документ от 2018 г. разкрива, че в допълнение към молекулите, за които е известно, че предизвикват образуване на люспи (ретиноева киселина, β-катенин), съществуват и други преобразуватели на пера в люспи. Те нарекоха последните Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 и Sox18 и индуцират един или повече от регулаторните модули, които ръководят тези морфогенетични събития.

Тези пет модула водят до пъпкуване и удължаване на люспите, разклоняването им и превръщането им в пера.Всеки от тях отговаря за различен процес и действа в различни моменти от обучението. По този начин резултатът е перо, а не остри люспи, подобна на пера кожа или пера.

Принудително развитие на перата на алигатор

Генетичните механизми, които позволяват действието на химическите агенти, превръщащи перата, предхождат появата на самите структури на перата. Това е потвърдено при алигатори и крокодили, живи вкаменелости, които имат тези механизми за преобразуване, въпреки че никога не показват пера. Защо тогава те не са покрити в тях?

Много вкаменелости на динозаври показват протопера, преходни структури между люспите и перата, които познаваме днес.

Учените, написали статията, спомената по-горе, се заеха да променят люспите на ембрионите на алигаторите, за да ги превърнат в пера, и успяха. Да видим как са го направили.

Процедурата да накараш алигатор да има пера

С хипотезата, че люспите могат да се превърнат в пера чрез правилните молекулярни сигнали, учените включват и изключват подходящите молекулярни канали по време на ембрионалното развитие. Чрез вмъкване на гени, свързани с пера от кокошки в яйца на алигатор, те активираха много древни механизми (еволюционно казано), които позволиха това преобразуване.

5-те критерия, споменати в проучването (Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 и Sox18), трябваше да бъдат активирани в различни моменти от ембрионалното развитие, що се отнася до кожата. Чрез форсирането на експресията на другите две, вече известни (ретиноева киселина и β-катенин), те успяха да накарат алигаторите да развият удължени люспи, предшественици на пера.

Люспи и пера

Както показа проучването, люспите на алигаторите не се превръщат в пера като превключвател, но и двете структури са крайности от един и същи спектър. В тази линия има протопера, пикнофибри, кератинизирани пера и др.

За образуването на пера, типични за летящите птици, дермата и епидермисът трябва да „комуникират“ помежду си. Това е така, защото химическите сигнали идват от дермата и епидермисът трябва да ги приеме. Този сложен процес се медиира от 5-те молекулярни фактора, споменати в статията.

Както можете да видите, това е изключително сложен процес, тъй като изисква синхронизиране на генетични сигнали, специфични моменти от ембрионалното развитие и наличието на регулаторни механизми. Ако всичко работи както трябва, алигаторите може да имат пера, просто процесът на образуване на пера не се случва естествено по този начин.

Напредъкът в генетиката и изучаването на еволюцията

Да накараш ембрион на алигатор да развие люспи на предшественик на пера не е само по себе си целта за заселване на света на крилатите влечуги. В изследването на същността на живите същества това очевидно постижение е малко откритие в вълната от знания, необходими, за да разберем откъде идваме.

Перата са структури, които катапултираха завладяването на небето чрез механизми на терморегулация и ухажване. Остава да открием много, но всяка стъпка ни доближава до разгадаването на загадките за това как светът е станал този, който виждаме пред очите си.