Ученые успешно воссоздают древние перья динозавров у цыплят: важные результаты для изучения эволюции
Недавнее исследование, проведенное учеными Женевского университета, представило революционные данные о генетической модификации и возможности временной регенерации примитивных перьев, напоминающих о древних предках динозавров. Результаты работы, опубликованные в научном журнале PLOS Biology, открывают новые горизонты в понимании эволюции перьевых покровов у современных птиц и указывают на важную роль гена Sonic Hedgehog в этом процессе.
В рамках эксперимента была применена генная инженерия, позволяющая цыплятам отращивать упрощенные формы перьев, которые появились у предков динозавров около 250 миллионов лет назад. Исследователи временно приостановили работу Sonic Hedgehog — гена, играющего ключевую роль в формировании и развитии перьев, а также в их разнообразии среди современных птиц.
По словам профессора генетики и эволюции Мишеля Милинковича, хотя и известно, что временное нарушение работы гена, регулирующего развитие чешуек на ногах цыплят, может привести к образованию перьев, давление на развитие самих перьев оказалось значительно сложнее. В опыте у цыплят наблюдалось появление перьев позже, при этом на теле птенцов временно образовывались проплешины. Однако спустя несколько недель их оперение восстанавливалось и становилось нормальным.
Изучение первых перьев, представляющих собой простые трубочки, позволяет исследователям объяснить эволюционные переходы к сложным и разнообразным формам перьев современных птиц. Установлено, что развитие началось спустя девять дней после инкубации яйца из участков, называемых плакодами, которые затем трансформировались в перьевые зачатки, формируя ветвящуюся структуру благодаря кератину.
Ученые вводили ингибиторы, замедляющие действие Sonic Hedgehog, и наблюдали эффект на рост перьевых структур. Важен тот факт, что спустя 17 дней, когда действие ингибиторов ослабевало, цыплята начали формировать пятнистые перья. На 49-й день жизни цыплята завершили линьку, и их новые перья стали развиваться в соответствии с нормами своего вида.
Несмотря на то, что результаты исследования оказались временными и не привели к долговременным изменениям, они предоставляют ценную информацию о генетических механизмах, способствующих эволюционным процессам. Ученые считают, что дальнейшие исследования могут открыть новые подходы к пониманию механизмов эволюции и приведут к более глубокому осмыслению того, как различные гены взаимодействуют и определяют разнообразие форм и функций в животном мире.
Это исследование подчеркивает важность генной инженерии в современном биомедицинском исследовании и ее потенциальные применения в изучении эволюции, а также в разработке новых биологических технологий. В будущем подобные достижения могут использоваться для понимания изменений в экосистемах и адаптации видов к новым условиям окружающей среды, что представляется особенно актуальным в свете глобальных климатических изменений.
