Săptămâna trecută, discuțiile despre un „chickenosaurus” au luminat lumea științei când cercetătorii au anunțat că au modificat ciocul unui embrion de pui pentru a semăna cu botul strămoșilor săi dinozauri. Dar, deși unii experți au lăudat isprava, un cioc este doar una dintre multele modificări necesare pentru a transforma o găină într-un dinozaur.
După aceste obstacole, cât de aproape sunt oamenii de știință de a crea un dino-pui?
„Din punct de vedere cantitativ, suntem la 50 la sută acolo”, a declarat Jack Horner, profesor de paleontologie la Montana State University și curator de paleontologie la Museum of the Rockies.
Horner susține de mult timp ideea de a modifica o găină pentru a arăta ca un dinozaur și, spre deosebire de cercetătorii din ultimul studiu, el chiar vrea să crească una vie. Și de ce să se oprească aici? Înțelegând cum și când să modificăm anumite mecanisme moleculare, nenumărate schimbări ar putea fi la îndemână. După cum a subliniat Horner, un unicorn care strălucește în întuneric nu este exclus.
Există patru modificări majore necesare pentru a face un așa-numit chickenosaurus, a spus Horner. Pentru a transforma o găină într-o bestie asemănătoare unui dinozaur, oamenii de știință ar trebui să-i dea dinți și o coadă lungă și să-i transforme aripile înapoi în brațe și mâini.
Criatura ar avea nevoie, de asemenea, de o gură modificată – o performanță realizată de cercetătorii care au făcut acest ultim studiu, a spus el.
„Acest proiect dino-pui – îl putem compara cu proiectul Lunii”, a declarat Horner pentru Live Science. „Știm că putem să o facem; doar că există… niște obstacole uriașe.”
Provocări viitoare
Unul dintre aceste „obstacole uriașe” a fost înlăturat în ultimul studiu, publicat pe 12 mai în revista Evolution, în care cercetătorii au transformat ciocurile de pui în boturi de dinozaur. Dar chiar și acest pas aparent mic a implicat șapte ani de muncă. Mai întâi, cercetătorii au studiat dezvoltarea ciocului la embrionii de pui și de emus și dezvoltarea botului la embrionii de broaște țestoase, aligatori și șopârle.
Este probabil ca în urmă cu milioane de ani, păsările și reptilele să fi avut căi de dezvoltare similare care le-au dat botul, dar, în timp, schimbările moleculare au dus la dezvoltarea ciocurilor la păsări, au declarat cercetătorii.
Este dificil pentru oamenii de știință să obțină embrioni de animale din zilele noastre, cum ar fi crocodilii, pentru a le compara, deoarece trebuie să găsească ferme care să le crească. Și apoi, munca moleculară – determinarea exactă a căilor de dezvoltare care sunt diferite, a modului în care sunt diferite și a ceea ce le controlează – poate dura „nenumărate ore și sute de experimente pentru câteva experimente reușite”, a declarat cercetătorul principal al studiului, Bhart-Anjan Bhullar, un paleontolog și biolog de dezvoltare care lucrează în prezent la Universitatea din Chicago și care este numit în mod încrucișat la Universitatea Yale, unde va începe ca profesor cu normă întreagă. „Este cam același lucru cu descoperirea de fosile.”
Pentru „descoperirea de fosile”, cercetătorii au avut nevoie de o înregistrare fosilă extinsă a păsărilor și a strămoșilor lor pentru a vedea cum arătau păsările în diferite etape ale evoluției lor.
„Trebuie să înțelegi ce urmărești înainte de a încerca să o urmărești”, a declarat Bhullar pentru Live Science.
Bhullar; consilierul său doctoral Arkhat Abzhanov, un biolog de dezvoltare de la Universitatea Harvard; și colegii lor de echipă s-au concentrat pe două gene care sunt active în dezvoltarea facială. Fiecare genă codifică o proteină, dar proteinele – care desfășoară activitatea genelor – au prezentat activități diferite în dezvoltarea embrionară a puiului și a reptilei din zilele noastre, au constatat cercetătorii. Atunci când cercetătorii au blocat activitatea acestor două proteine la pui, păsările au dezvoltat structuri care semănau cu boturile, nu cu ciocurile.
Descoperire neașteptată
Și mai este și descoperirea neașteptată care a scos la iveală sarcina complexă în cauză: Atunci când grupul a transformat ciocurile embrionilor de pui în boturi, a schimbat, de asemenea, fără să vrea, palatul puiului, sau cerul gurii.
În schimb, palatele embrionilor de pasăre erau largi și plate și erau conectate „la restul craniului într-un mod în care palatinul reptilelor strămoșești o făcea, dar palatinul păsărilor nu”, a spus Bhullar. la păsări, „osul palatin este foarte lung și subțire și nu este foarte conectat cu alte oase ale craniului”, a spus Bhullar. De fapt, păsările își pot ridica maxilarul superior independent de maxilarul inferior – o abilitate care nu se întâlnește la majoritatea celorlalte vertebrate.
Așa că, prin schimbarea ciocului, cercetătorii au schimbat și palatul. Când cercetătorii s-au întors la arhiva fosilă, au descoperit că botul și osul palatin păreau să se schimbe împreună de-a lungul evoluției. De exemplu, o fosilă veche de 85 de milioane de ani a unei creaturi asemănătoare unei păsări care avea dinți și un cioc primitiv avea, de asemenea, un palat asemănător unei păsări, au spus ei.
Cu toate acestea, într-o fosilă și mai veche, osul palatin nu s-a transformat și nici ciocul nu s-a transformat, a spus Bhullar.
„O parte din acest lucru constă în verificarea experimentală a faptului dacă schimbările moleculare pe care le observăm sunt de fapt capabile să schimbe anatomia în modurile pe care le-am prezis”, a spus Bhullar. „Într-un fel, aceasta recapitulează schimbările pe care le vedem în înregistrările fosile.”
Dar obiectivul său „este pur și simplu să înțelegem, într-un mod cât mai profund posibil, mecanismele moleculare din spatele tranzițiilor evolutive majore”, a spus el. El nu este interesat să facă „o pasăre mai nonaviană, asemănătoare unui dinozaur.”
Va funcționa?
Dar Horner este interesat să facă un așa-numit chickenosaurus. Grupul său lucrează în prezent pentru a da puiului o coadă lungă – fără îndoială, cea mai complexă parte a realizării unui pui de dinozaur, a spus el. De exemplu, tocmai au analizat genele la șoareci pentru a determina ce tipuri de căi genetice blochează dezvoltarea cozii. Aceste cunoștințe i-ar putea ajuta să-și dea seama cum să activeze creșterea cozii, a spus el.
Dar rămâne de văzut cum ar reacționa puii dacă ar avea cozi, brațe, degete și dinți, a spus Bhullar.
Dar, pe de altă parte, este posibil ca puii să fie creaturi rezistente. „Doar pentru că ați modificat o parte nu înseamnă că animalul va putea să o folosească sau va putea să o folosească corect”, a spus el. „Ați putea, poate, să dați unui pui degete, dar dacă degetele nu au mușchii potriviți pe ele, sau dacă sistemul nervos și creierul nu sunt cablate corespunzător pentru a face față unei mâini care are degete separate, atunci s-ar putea să trebuiască să faceți o cantitate considerabilă de inginerie suplimentară.”
„De asemenea, oamenii subestimează uneori plasticitatea corpului”, a spus Bhullar. „Este uimitor cât de multă compensare are loc, iar sistemul nervos, în special, este foarte plastic.”
Bhullar a spus că, dacă ar fi restaurate trăsăturile asemănătoare cu cele ale dinozaurilor, cum ar fi botul și dinții, el se întreabă „dacă nu cumva creierul s-ar reconfigura într-un mod care ar permite acestor animale să folosească aceste trăsături.”
Horner a comparat faptul de a da unei găini o coadă asemănătoare cu cea a unui dinozaur cu reproducerea unui lup într-un Chihuahua, cu excepția faptului că ar fi pe o scară de timp accelerată.
„Avem deja tot felul de animale modificate genetic doar din reproducere”, a spus el. „Facem un dino-pui și facem un unicorn care strălucește în întuneric. Practic, putem face orice vrem, cred, odată ce înțelegem genele.
„Iar întrebarea este: „De ce i-ar păsa cuiva dacă nu-i pasă de un Chihuahua?””.” a adăugat Horner.
Pentru el, chickenosaurus este vorba de a răspunde la cea mai mare întrebare dintre toate.
„Oricare dintre noi care are vreo curiozitate despre cum am ajuns aici și de unde a venit totul trebuie să fie interesat de biologia evoluționistă”, a spus Horner. „Este, practic, schița vieții pe acest Pământ.”
Follow Laura Geggel pe Twitter @LauraGeggel. Urmăriți Live Science @livescience, Facebook & Google+. Articolul original pe Live Science.
Știri recente
.