Talk of a „chickenosaurus” lit up the science world last week when researchers announced they had modified the beak of a chicken embryo to resemble the snout of its dinosaur ancestors. Ale chociaż niektórzy eksperci pochwalili ten wyczyn, dziób jest tylko jedną z wielu modyfikacji potrzebnych do przekształcenia kurczaka w dinozaura.
Zważywszy na te przeszkody, jak blisko są naukowcy stworzenia dinozaura?
„Z ilościowego punktu widzenia, jesteśmy tam w 50 procentach”, powiedział Jack Horner, profesor paleontologii na Montana State University i kurator paleontologii w Museum of the Rockies.
Horner od dawna popiera pomysł modyfikacji kurczaka, aby wyglądał jak dinozaur, i w przeciwieństwie do naukowców z ostatniego badania, on rzeczywiście chce podnieść żywy jeden. A dlaczego na tym poprzestać? Dzięki zrozumieniu, jak i kiedy modyfikować pewne mechanizmy molekularne, niezliczone zmiany mogą być w zasięgu ręki. Jak zauważył Horner, świecący w ciemności jednorożec nie jest wykluczony.
Istnieją cztery główne modyfikacje potrzebne do stworzenia tak zwanego chickenosaurusa, powiedział Horner. Aby przekształcić kurczaka w dinozauropodobną bestię, naukowcy musieliby dać mu zęby i długi ogon, a także przekształcić jego skrzydła z powrotem w ramiona i ręce.
Tworzenie potrzebowałoby również zmodyfikowanych ust – wyczynu dokonanego przez naukowców, którzy przeprowadzili to najnowsze badanie, powiedział.
„Ten projekt dino-kurczaka – możemy porównać go do projektu księżycowego”, powiedział Horner w wywiadzie dla Live Science. „Wiemy, że możemy to zrobić; to po prostu są … kilka ogromnych przeszkód.”
Wyzwania przed nami
Jedna z tych „ogromnych przeszkód” została oczyszczona w najnowszym badaniu, opublikowanym 12 maja w czasopiśmie Evolution, w którym naukowcy zamienili dzioby kurczaków w pyski dinozaurów. Ale nawet ten pozornie mały krok wymagał siedmiu lat pracy. Najpierw naukowcy badali rozwój dziobów w embrionach kurczaków i emusów oraz rozwój pysków w embrionach żółwi, aligatorów i jaszczurek.
Prawdopodobnie miliony lat temu, ptaki i gady miały podobne ścieżki rozwoju, które dały im ryjki, ale z czasem, zmiany molekularne doprowadziły do rozwoju dziobów u ptaków, naukowcy powiedzieli.
To trudne dla naukowców, aby uzyskać embriony obecnych zwierząt, takich jak krokodyle, aby porównać, ponieważ muszą znaleźć gospodarstwa, które je podnoszą. A następnie, praca molekularna – określając dokładnie, które ścieżki rozwoju są różne, jak są one różne i co je kontroluje – może zająć „niezliczone godziny i setki eksperymentów dla kilku udanych”, powiedział główny badacz badania, Bhart-Anjan Bhullar, paleontolog i biolog rozwojowy obecnie na Uniwersytecie w Chicago i cross-appointed na Uniwersytecie Yale, gdzie będzie on zaczynał jako pełnoetatowy wydział. „
Do ich „kopalnego znaleziska”, naukowcy potrzebowali obszernego zapisu kopalnego ptaków i ich przodków, aby zobaczyć, jak wyglądały ptaki na różnych etapach ich ewolucji.
„Musisz zrozumieć, co śledzisz, zanim spróbujesz to prześledzić,” Bhullar powiedział Live Science.
Bhullar; jego doktorant Arkhat Abzhanov, biolog rozwojowy na Uniwersytecie Harvarda; i ich koledzy z zespołu skupili się na dwóch genach, które są aktywne w rozwoju twarzy. Każdy gen koduje białko, ale białka – które wykonują pracę genów – wykazywały różną aktywność we współczesnym rozwoju embrionalnym kurczaka i gada, stwierdzili badacze. Kiedy badacze zablokowali aktywność tych dwóch białek u kurcząt, ptaki rozwinęły struktury przypominające ryjki, a nie dzioby.
Niespodziewane znalezisko
I wtedy pojawiło się niespodziewane odkrycie, które ujawniło złożone zadanie: Kiedy grupa przekształciła dzioby kurzych embrionów w pyski, nieumyślnie zmieniła również podniebienie kurczaka, czyli dach jamy ustnej.
W przeciwieństwie do tego, podniebienia ptasich embrionów były szerokie i płaskie, i połączone „z resztą czaszki w sposób, w jaki robiły to podniebienia przodków gadów, ale podniebienia ptaków nie,” powiedział Bhullar.U ptaków, „kość podniebienna jest naprawdę długa i cienka, i nie jest bardzo połączona z innymi kośćmi czaszki,” powiedział Bhullar. W rzeczywistości, ptaki mogą podnieść swoją górną szczękę niezależnie od dolnej szczęki – zdolność, której nie widać u większości innych kręgowców.
Więc, zmieniając dziób, badacze zmienili również podniebienie. Kiedy badacze wrócili do zapisu kopalnego, odkryli, że pysk i kość podniebienna wydawały się zmieniać razem w toku ewolucji. Na przykład, 85-milionowa skamielina ptakopodobnego stworzenia, które miało zęby i prymitywny dziób, miała również ptakopodobne podniebienie.
Jednakże, w jeszcze starszej skamielinie, podniebienie nie było przekształcone, ani dziób, Bhullar said.
„Część tego jest sprawdzanie doświadczalnie, czy zmiany molekularne, które widzimy są rzeczywiście w stanie zmienić anatomię w sposób, który przewidzieliśmy,” Bhullar powiedział. „W pewnym sensie to odtwarza zmiany, które widzimy w zapisie kopalnym.”
Ale jego celem „jest po prostu zrozumienie, w tak głęboki sposób jak to możliwe, molekularne mechanizmy stojące za głównymi ewolucyjnymi przejściami,” powiedział. Nie jest zainteresowany stworzeniem „bardziej nieazjatyckiego, dinozauropodobnego ptaka.”
Czy to zadziała?
Ale Horner jest zainteresowany stworzeniem tak zwanego chickenosaurus. Jego grupa pracuje obecnie nad nadaniem kurczakowi długiego ogona – prawdopodobnie jest to najbardziej skomplikowana część tworzenia dino-kurczaka, jak powiedział. Na przykład, właśnie przebadali geny u myszy, aby ustalić, jakie rodzaje ścieżek genetycznych blokują rozwój ogona. Ta wiedza może pomóc im dowiedzieć się, jak włączyć wzrost ogona, powiedział.
Jeszcze nie wiadomo, jak kurczaki zareagują na ogony, ramiona, palce i zęby, powiedział Bhullar.
Ale, z drugiej strony, kurczaki mogą być odpornymi stworzeniami. „Tylko dlatego, że zmieniłeś jedną część nie oznacza, że zwierzę będzie w stanie go używać lub być w stanie używać go poprawnie,” powiedział. „Możesz być może dać kurczakowi palce, ale jeśli palce nie mają odpowiednich mięśni na nich, lub jeśli system nerwowy i mózg nie są odpowiednio okablowane do czynienia z ręką, która ma oddzielne cyfry, to może trzeba zrobić znaczną ilość dodatkowej inżynierii.”
„Ludzie również czasami nie doceniają plastyczności ciała,” powiedział Bhullar. „To niesamowite, jak wiele kompensacji idzie dalej, a układ nerwowy, w szczególności, jest bardzo plastyczny.”
Bhullar powiedział, że jeśli cechy podobne do dinozaurów, takie jak pysk i zęby, miały być przywrócone, zastanawia się, „czy mózg nie przekierowywałby się w jakiś sposób, który pozwoliłby tym zwierzętom używać tych cech.”
Horner porównał nadanie kurczakowi ogona przypominającego dinozaura do hodowli wilka w Chihuahua, z tym że było to na przyspieszonej skali czasowej.
„Mamy wszystkie rodzaje genetycznie zmodyfikowanych zwierząt już tylko z hodowli”, powiedział. „Robimy dino-kurczaka, i robimy świecącego w ciemności jednorożca. Zasadniczo możemy zrobić wszystko, co chcemy, myślę, że po zrozumieniu genów.
„I pytanie brzmi: 'Dlaczego ktoś miałby się przejmować, jeśli nie przejmuje się Chihuahua?” dodał Horner.
Dla niego, chickenosaurus to odpowiedź na największe pytanie ze wszystkich.
„Każdy z nas, kto ma jakąkolwiek ciekawość tego, jak wszyscy się tu znaleźliśmy i skąd wszystko się wzięło, musi być zainteresowany biologią ewolucyjną”, powiedział Horner. „To w zasadzie schemat życia na tej Ziemi.”
Śledź Laurę Geggel na Twitterze @LauraGeggel. Śledź Live Science @livescience, Facebook & Google+. Oryginalny artykuł na Live Science.
Recent news
.