Od dawna wiadomo, że włosy i pióra są cięte z tej samej tkaniny, ponieważ oba chronią delikatną skórę. Ale to połączenie od lat intrygowało naukowców: ptaki i ssaki nie są ewolucyjnymi „siostrami” - nie rozpadły się w jednym uderzeniu w drzewo życia.
Naukowcy z University of Virginia mogli znaleźć odpowiedź na tę zagadkową zagadkę. Nowe badania uniwersytetu sugerują, że pierwsze kręgowce kolonizujące suchy ląd niosły ze sobą pamiątkę z morza: łuski.
To nie pierwszy raz, kiedy badacze badają ten rozmyty temat. Teoretycznie niejasny gadzi wspólny przodek zrodził zarówno ssaki, jak i ptaki. Ale przez dziesięciolecia naukowcy nie mogli znaleźć linku, co doprowadziło do idei, że ssaki i ptaki mogły „wynalazły” te pokrycia, pomimo ich podstawowych podobieństw.
Dwa lata temu naukowcy z Uniwersytetu Genewskiego i Uniwersytetu Helsińskiego natknęli się na rzadkiego, bezskalowego brodatego smoka na targu dla zwierząt. Co ciekawe, naukowcy zakupili zwierzę i przynieśli je do swojego laboratorium, gdzie sekwencjonowali jego DNA. Odkryło to zaskakujący fakt: te same struktury rozwojowe, które powodują powstawanie piór i włosów, mogą kontrolować wytwarzanie łusek gadzich. Okazało się, że w genie o nazwie ektodysplazyna A występują błędy , które u ssaków i ptaków przyczyniają się odpowiednio do wzrostu włosów i piór, pozostawiając także brodate smoki we wzmocnieniu. Co więcej, gdy grupa spojrzała na zarodki jaszczurki, węża i krokodyla za pomocą potężnego mikroskopu, zobaczyła coś, co wyglądało na te same maleńkie, wypukłe guzy, które dojrzewają we włosy i pióra u innych gatunków.
Jednak niektórzy naukowcy byli powściągliwi w interpretacji danych, a jeden patolog ocenił znaleziska jako „tylko przyrostową aktualizację” w wywiadzie dla Science z 2016 roku . Jeden wspólny gen może nie być ostateczny, aby udowodnić wspólne pochodzenie, a anatomia o bardzo różnych początkach rozwojowych może często prowadzić do powstania podobnych struktur; na przykład skrzydła powstały osobno u owadów i ptaków.
Badania z University of Virginia, opublikowane we wtorek w czasopiśmie eLife, mają potencjał, aby zatrzymać debatę. Biolog UVA Andrew Aman, przeszukując nawet starsze gałęzie drzewa ewolucyjnego, zbadał rozwój danio pręgowanego, ulubionego narzędzia wśród biologów, ponieważ ryby te są przezroczyste przez większość swojego okresu dojrzewania. Ale ich widmowe oblicze również potencjalnie sprowadziło badaczy na manowce.
„Skóra danio pręgowanego, w tym łuski kostne, jest w dużej mierze przezroczysta, a naukowcy prawdopodobnie po prostu spojrzeli poza łuski na struktury wewnętrzne”, wyjaśnia Aman w wywiadzie dla Fariss Samarrai z UVA Today .
Jednak po bliższym przyjrzeniu się Aman i jego koledzy odkryli, że geny, które decydują o tworzeniu łusek danio pręgowanego, są identyczne z genami uprzednio zidentyfikowanymi u ssaków, ptaków i gadów, co wskazuje, że te trzy ostatnie grupy rozwijają się w sposób podobny do siebie nie tylko, ale także o wiele bardziej starożytnego przodka, którego początki sięgają 385 milionów lat. Z satysfakcją, ektodysplazyna A, mutacje, w których rozszczepiono brodatych smoków, była jednym z genów badanych w pracy Amana.
Nowe badania malują wiarygodny portret zejścia: nasi morscy przodkowie, ubrani w łuski, pływali w morzach. Gdzieś po drodze kilka nieszczęsnych osobników wspięło się na fale i znalazło schronienie na lądzie, gdzie ciężkie łuski zbudowane wokół podstawy wykonanej z kości okazały się nieporęczne. Z biegiem czasu lekkie włosy i pióra zastąpiły tę ciężką morską zbroję, tracąc zaufanie do twardego, wewnętrznego rusztowania. U gadów osadzały się łuski, ale podobnie jak włosy i pióra nie były już zależne od kości.
Wiedza, że włosy, pióra i łuski wyrastają z tych samych podstawowych ścieżek genetycznych, pomaga wypełnić lukę w naszym zrozumieniu naszych własnych ewolucyjnych korzeni. Ale naukowcy uważają, że ich odkrycia mają również implikacje współczesne. Lepsze zrozumienie wczesnego wzrostu i regeneracji prawdopodobnie tylko poprawi nasze zrozumienie ludzkich zaburzeń rozwojowych, w tym wad wrodzonych.
Wyjaśnienie wspólnych źródeł między łuskami ryb i ludzkimi włosami wyposaża naukowców w dodatkowy model do badania ważnych chorób. Jako profit, danio pręgowany jest już stałym elementem placówek badawczych na całym świecie - i to z pewnością bije czesanie światowych sklepów zoologicznych dla (nie) brodatych smoków w imię nauki.
