A múlt héten egy “csirkeszaurusz” létezéséről szólt a tudomány világa, amikor kutatók bejelentették, hogy egy csirkeembrió csőrét úgy módosították, hogy az hasonlítson a dinoszaurusz-ősök ormányára. De bár egyes szakértők dicsérték a bravúrt, a csőr csak egy a sok módosítás közül, ami ahhoz szükséges, hogy egy csirkéből dinoszauruszt csináljanak.
Ezek az akadályok miatt mennyire vannak közel a tudósok a dinoszaurusz-csirke létrehozásához?
“Mennyiségi szempontból 50 százalékon állunk” – mondta Jack Horner, a Montana State University paleontológia professzora és a Museum of the Rockies paleontológiai kurátora.
Horner már régóta támogatja a csirke dinoszauruszhoz hasonlóvá alakításának ötletét, és a legújabb tanulmány kutatóival ellentétben ő valóban szeretne egy élő példányt felnevelni. És miért állna meg itt? Ha megértjük, hogyan és mikor kell módosítani bizonyos molekuláris mechanizmusokat, számtalan változás lehet elérhető közelségben. Ahogy Horner rámutatott, egy sötétben világító egyszarvú sem kizárt.
Az úgynevezett csirkeszaurusz elkészítéséhez négy fő módosításra van szükség, mondta Horner. Ahhoz, hogy a csirkéből dinoszauruszszerű állatot csináljanak, a tudósoknak fogakat és hosszú farkat kellene adniuk neki, a szárnyait pedig vissza kellene alakítaniuk karokká és kezekké.
A teremtménynek egy módosított szájra is szüksége lenne – ezt a bravúrt a mostani tanulmányt készítő kutatóknak sikerült megvalósítaniuk, mondta.
“Ez a dino-csirke projekt – a Hold-projekthez hasonlíthatjuk” – mondta Horner a Live Science-nek. “Tudjuk, hogy meg tudjuk csinálni; csak van … néhány hatalmas akadály.”
Kihívások előttünk
Az egyik ilyen “hatalmas akadályt” sikerült elhárítani az Evolution című folyóiratban május 12-én megjelent legújabb tanulmányban, amelyben a kutatók csirkecsőrt alakítottak át dinóorrúvá. De még ez a látszólag kis lépés is hét évnyi munkát igényelt. A kutatók először csőrfejlődést vizsgáltak csirkék és emuk embrióiban, valamint ormányfejlődést teknősök, aligátorok és gyíkok embrióiban.
A kutatók szerint valószínű, hogy évmilliókkal ezelőtt a madarak és a hüllők hasonló fejlődési utat jártak be, ami az ormányukat adta, de idővel a molekuláris változások a madarak csőrének kialakulásához vezettek.
A tudósok számára nehéz a mai állatok, például a krokodilok embrióit összehasonlítani, mert farmokat kell találniuk, ahol felnevelik őket. Aztán a molekuláris munka – annak meghatározása, hogy pontosan mely fejlődési útvonalak különböznek, hogyan különböznek, és mi irányítja őket – “számtalan órát és több száz kísérletet vehet igénybe néhány sikeres kísérlethez” – mondta a tanulmány vezető kutatója, Bhart-Anjan Bhullar, paleontológus és fejlődésbiológus, aki jelenleg a Chicagói Egyetemen dolgozik, és keresztkinevezést kapott a Yale Egyetemre, ahol főállású oktatóként kezd. “Ez olyasmi, mint a fosszíliák megtalálása.”
A kutatóknak a “fosszíliák megtalálásához” szükségük volt a madarak és őseik kiterjedt fosszilis anyagára, hogy lássák, hogyan néztek ki a madarak evolúciójuk különböző szakaszaiban.
“Meg kell értened, hogy mit követsz nyomon, mielőtt megpróbálod nyomon követni” – mondta Bhullar a Live Science-nek.
Bhullar, doktori tanácsadója, Arkhat Abzhanov, a Harvard Egyetem fejlődésbiológusa, és csapattársaik két olyan génre összpontosítottak, amelyek az arcfejlődésben aktívak. Mindkét gén egy-egy fehérjét kódol, de a fehérjék – amelyek a gének munkáját végzik – eltérő aktivitást mutattak a mai csirke és hüllő embrionális fejlődésében, állapították meg a kutatók. Amikor a kutatók blokkolták e két fehérje aktivitását a csirkékben, a madarak olyan struktúrákat fejlesztettek ki, amelyek az ormányra, nem pedig a csőrre hasonlítottak.
Váratlan lelet
És aztán jött a váratlan lelet, amely rávilágított az összetett feladatra: Amikor a csoport a csirkeembriók csőrét orrcimpává alakította át, véletlenül megváltoztatták a csirke szájpadlását, vagyis a szájpadlást is.
A madárembriók szájpadlása ezzel szemben széles és lapos volt, és úgy kapcsolódott “a koponya többi részéhez, ahogy az ősi hüllők szájpadlása tette, de a madarak szájpadlása nem” – mondta Bhullar.” A madaraknál “a szájpadláscsont nagyon hosszú és vékony, és nem nagyon kapcsolódik a koponya többi csontjához” – mondta Bhullar. Valójában a madarak képesek a felső állkapcsukat az alsó állkapcsuktól függetlenül felemelni – ez a képesség a legtöbb más gerincesnél nem fordul elő.
A csőr megváltoztatásával tehát a kutatók a szájpadlást is megváltoztatták. Amikor a kutatók visszatértek a fosszilis feljegyzésekhez, azt találták, hogy úgy tűnt, hogy az ormány és a szájpadláscsont együtt változott az evolúció során. Például egy 85 millió éves madárszerű élőlény fosszíliája, amelynek fogai és kezdetleges csőre volt, madárszerű szájpadlással is rendelkezett – mondták.
Egy még régebbi fosszíliában azonban a szájpadláscsont nem alakult át, és a csőr sem, mondta Bhullar.
“Ennek része annak kísérleti ellenőrzése, hogy az általunk látott molekuláris változások valóban képesek-e megváltoztatni az anatómiát az általunk megjósolt módon” – mondta Bhullar. “Bizonyos értelemben ez megismétli a változásokat, amelyeket a fosszilis feljegyzésekben látunk.”
De a célja “egyszerűen az, hogy a lehető legmélyebben megértsük a nagy evolúciós átmenetek mögött álló molekuláris mechanizmusokat” – mondta. Nem érdekli, hogy “egy nem őshonos, dinoszauruszszerű madarat készítsen.”
Sikerülni fog?
De Horner egy úgynevezett csirkeszauruszt szeretne létrehozni. Csoportja jelenleg azon dolgozik, hogy hosszú farkat adjon a csirkének – vitathatatlanul ez a legbonyolultabb része a dínócsirke elkészítésének, mondta. Most például egerek génjeit vizsgálták, hogy meghatározzák, milyen genetikai útvonalak gátolják a farok fejlődését. Ez a tudás segíthet nekik kitalálni, hogyan lehet bekapcsolni a farok növekedését – mondta.
Azt azonban még nem tudni, hogyan reagálnának a csirkék a farokra, a karokra, az ujjakra és a fogakra, mondta Bhullar.
De másrészt a csirkék rugalmas teremtmények lehetnek. “Csak azért, mert megváltoztattunk egy részt, nem jelenti azt, hogy az állat képes lesz azt használni, vagy képes lesz helyesen használni” – mondta. “Talán adhatsz egy csirkének ujjakat, de ha az ujjakon nem a megfelelő izmok vannak, vagy ha az idegrendszer és az agy nem megfelelően van bekötve ahhoz, hogy egy különálló ujjakkal rendelkező kézzel foglalkozzon, akkor jelentős mennyiségű további mérnöki munkát kell végezned.”
“Az emberek néha alábecsülik a test plaszticitását is” – mondta Bhullar. “Elképesztő, hogy mennyi kompenzáció megy végbe, és különösen az idegrendszer nagyon plasztikus.”
Bhullar szerint, ha a dinoszauruszokhoz hasonló funkciókat, mint például az ormány és a fogak, visszaállítanánk, azon tűnődik, “vajon az agy nem kapcsolná-e át magát valamilyen módon, ami lehetővé tenné, hogy ezek az állatok használják ezeket a funkciókat.”
Horner ahhoz hasonlította, hogy egy csirkének dinoszauruszszerű farkat adnak, mintha egy farkast Chihuahua-vá tenyésztenének, csakhogy ez gyorsított időskálán történne.
“Már most is van mindenféle genetikailag módosított állatunk, pusztán a tenyésztés révén” – mondta. “Csinálunk egy dínócsirkét, és csinálunk egy sötétben világító egyszarvút. Alapvetően bármit létrehozhatunk, amit csak akarunk, azt hiszem, amint megértjük a géneket.”
“És a kérdés az, hogy “Miért érdekelne bárkit is, ha nem érdekli egy Chihuahua?””. Horner hozzátette.
A csirkeszaurusz számára a legnagyobb kérdés megválaszolásáról szól.
“Mindenkit, aki kíváncsi arra, hogyan kerültünk ide, és honnan származik minden, érdekel az evolúcióbiológia” – mondta Horner. “Alapvetően ez a földi élet tervrajza.”
Kövesse Laura Geggel-t a Twitteren @LauraGeggel. Kövesse a Live Science @livescience, Facebook & Google+. Eredeti cikk a Live Science-en.
Újabb hírek