Волосы, перья и весы имеют много общего

Волосы млекопитающих и птичьи перья развиваются от подобной исконной структуры, названной ‘placode’: местное утолщение эпидермы с колоночными клетками, которые уменьшают их темп быстрого увеличения и выражают очень определенные гены. Это наблюдение много лет озадачивало эволюционных и биологов развития, потому что птицы и млекопитающие не родственные группы: они развились из различных рептильных происхождений.

Согласно предыдущим исследованиям, весы рептилий, однако, не развиваются от анатомического placode. Это подразумевало бы, что птицы и млекопитающие независимо ‘изобрели’ placodes во время своей эволюции.

Единственное эволюционное происхождение placodes показаноВ 2015 команда из Йельского университета (США) опубликовала статью, показывающую, что весы, волосы и перья разделяют молекулярные подписи во время своего развития. Эти результаты подогрели старые дебаты между двумя школами.

Каждый защищает это, эти молекулярные подписи предлагают общее эволюционное происхождение придатков кожи, тогда как другой предлагает, чтобы те же самые гены были снова использованы для развития различных придатков кожи.Сегодня, Николас Ди-Пой и Мишель К. Милинкович в Отделе Генетики и Эволюции Отделения естественных наук UNIGE и в РОДСТВЕ помещают это долгое противоречие, чтобы покоиться, демонстрируя, что весы у рептилий развиваются от placode со всеми анатомическими и молекулярными подписями птичьего и placodes млекопитающих. Эти два ученых точно наблюдали и проанализировали кожу морфологические и молекулярные особенности во время эмбрионального развития у крокодилов, змей и ящериц. ‘Наше исследование не только обеспечивает новые молекулярные данные, которые дополняют работу американской команды, но также и показывает ключевые микроанатомические факты, объясняет Мишель Милинкович.

Действительно, мы определили у рептилий новые молекулярные подписи, которые идентичны соблюденным во время развития волос и перьев, а также присутствия того же самого анатомического placode как у млекопитающих и птиц. Это указывает, что три типа придатков кожи соответственные: рептильные весы, птичьи перья и волосы млекопитающих, несмотря на их совсем другие заключительные формы, развились из весов их рептильного общего предка.’Ключевой ген для развития придатка кожиВо время их нового исследования исследователи от UNIGE и РОДСТВА также исследовали бородатого дракона, вид ящерицы, которая приезжает в три варианта.

Первой является нормальная форма дикого типа. У второго есть весы уменьшенного размера, потому что он имеет одну копию естественной генетической мутации.

Третье имеет две копии мутации… и испытывает недостаток во всех весах. Сравнивая геном этих трех вариантов, Di-пои и Милинкович обнаружили ген, затронутый этой мутацией. ‘Мы определили, что специфический вид этих голых ящериц происходит из-за разрушения ectodysplasin-A (EDA), говорит ген, мутации которого в людях и мышах, как известно, производят существенные отклонения в развитии зубов, гланд, ногтей и волосы, Мишеля Милинковича. Швейцарские исследователи продемонстрировали, что, когда EDA работает со сбоями у ящериц, они не развивают надлежащий масштаб placode, точно как млекопитающие, или птицы, затронутые с подобными мутациями в том же самом гене, не могут развивать надлежащие волосы или перья placodes. Эти данные все когерентно указывают на общую родословную между весами, перьями и волосами.

Следующая проблема для швейцарской команды и многие другие исследователи во всем мире, состоят в том, чтобы расшифровать прекрасные механизмы, объясняющие разнообразие форм придатков кожи. Как наследственная чешуйчатая кожа дала начало совсем другой морфологии весов, перьев и волос, а также удивительного множества форм, которые могут принять эти придатки?

Эти будущие исследования, надо надеяться, точно настроят наше понимание физических и молекулярных механизмов, производящих сложность и разнообразие жизни во время эволюции.


Блог Парамона