Науковці вивели курей з пір’ям як у динозаврів

Науковці у рамках вивчення еволюції пір’я спробували повернути куркам його первинний вигляд. У них це вийшло, але тільки тимчасово.

Шляхом пригнічення ключового гену Sonic Hedgehog на етапі ембріонального розвитку, вченим вдалось зробити куряче пір’я більш подібним до протопір’я трубчастої форми, яке, ймовірно, вперше з’явилось у предків динозаврів у ранньому тріасовому періоді 250 млн років тому. У курчат, що вилупились, спостерігався сповільнений розвиток пір’я та окремі голі ділянки. Однак вже за кілька тижнів їхнє пір’я стало таким самим, як і в усіх інших птахів їхнього виду.

Дослідження проводились із метою з’ясувати, коли, яким чином та чому вперше з’явилося пір’я. До цього дослідники також вносили зміни у ген Sonic Hedgehog, намагаючись вивести курей із пір’ям на лапах.

Той факт, що дослідникам не вдалось вивести курей з повноцінним оперенням як у динозаврів не означає, що дослідження виявилось провальним. Мілінкович та спіавтор дослідження, науковий співробітник з Університету Шеффілда Рорі Купер продемонстрували, наскільки сильно ген Sonic Hedgehog вплинув на еволюцію пір’я. Перше пір’я було зовсім не таким, яке наразі можна побачити у сучасних птахів. Це були крихітні поодинокі трубчасті нарости. У процесі еволюції вони перетворились на усі різновиди пір’я сучасних птахів, від  м’якого пуху до яскравого пір’я павичів. 

Мілінкович і Купер вперше використали техніку під назвою флуоресцентна мікроскопія світлового листа, щоб дослідити розвиток курячого пір’я на стадії ембріону. Цей метод використовує лазери для відображення тонких фрагментів зразка.

На стадії ембріона пір’я починає розвиватись у майбутніх курчат на 9 день після того, як курка знесла яйце. Плями, що називаються плакодами, з’являються по всьому зародку майбутнього курчати. Ці плакоди стають схожими на бруньки, що згодом розвиваються у всі відомі нам форми пір’я, використовуючи кератин, той же білок, що міститься у людському волоссі та нігтях. Ген Sonic Hedgehog грає важливу роль у ембріональному розвитку курей.

На дев’ятий день розвитку ембріона курчати дослідники ввели інгібітор гена Sonic Hedgehog і спостерігали за тим, що буде далі. За кілька днів ріст пір’я сповільнився. Інгібітор пригнітив розвиток складного, розгалуженого малюнку. Однак вже на 17 день ріст пір’я частково відновився, оскільки ефект пригнічення гена Sonic Hedgehog більше не діяв.

Курчата, що вилупились, мали неоднорідне пір’я, подекуди з голими ділянками шкіри. В них також було відсутнє зовнішнє оперення з характерною структурою, що зветься рахісом. На 49-й день життя ці курчата линяли, і нове пір’я, що з’явилося, розвивалося нормально.

За результатами досліджень було встановлено, що ген Sonic Hedgehog бере участь як в еволюції протопір’я в сучасне пір’я, так і в утворенні пір’я різних форм і розмірів у різних видів.

Результати дослідження були опубліковані у журналі PLOS Biology

Джерело: LiveScience