Hvis titlen på artiklen overrasker dig, ved du, at moderne fugle er efterkommere af primitive krybdyr (groft sagt). Det er kendt, at disse dyrs genetik blev ændret over tusinder af år, så skællene gradvist blev til fjer. Alligatorer har faktisk det særlige ved at besidde disse fjerdragtudviklingsmekanismer. Hvordan er de så dækket af skalaer?
Evolution er et af de fagområder, der er lige så avanceret som det er gådefuldt, som udvikler sig med udvidelsen af viden om genetik, men som til gengæld bringer flere spørgsmål frem i lyset end svar. Lad os se dette spørgsmål i detaljer.
Hvordan blev skæl til fjer?
Det første spørgsmål, der skal opsummeres, er, hvordan visse krybdyrs skæl gennem årtusinder endte som fjer. Evolutionær udviklingsbiologi opdagede allerede i det 20. århundrede, at der er biokemiske mekanismer, der aktiveres af genetiske signaler, der omdanner fjer til skæl og omvendt. Takket være dem har fugle fjer på kroppen og skæl på fødderne.
Et papir fra 2018 afslørede, at der udover de molekyler, der vides at inducere skælfjer (retinsyre, β-catenin), eksisterede andre fjer-til-skala-konvertere. De kaldte sidstnævnte Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 og Sox18 og inducerer et eller flere af de regulatoriske moduler, der guider disse morfogenetiske hændelser.
Disse fem moduler fører til knopskydning og forlængelse af skæl, der forgrener dem og forvandler dem til fjer.Hver af dem er ansvarlig for en anden proces og handler på forskellige tidspunkter af træningen. På denne måde er resultatet en fjer og ikke skarpe skæl, fjerlignende hud eller fjerpenne.
Tvinger fjerudvikling på en alligator
De genetiske mekanismer, der muliggør virkningen af fjerkonverterende kemiske midler, går forud for udseendet af selve fjerstrukturerne. Dette er verificeret i alligatorer og krokodiller, levende fossiler, som har disse omdannelsesmekanismer, selvom de aldrig viser fjer. Hvorfor er de så ikke dækket af dem?
Mange dinosaurfossiler viser protofjer, overgangsstrukturer mellem skæl og fjer, som vi kender i dag.
Forskerne, der skrev artiklen nævnt ovenfor, satte sig for at ændre skæl på alligatorembryoner for at gøre dem til fjer, og det lykkedes. Lad os se, hvordan de gjorde det.
Proceduren for at få en alligator til at have fjer
I hypotese om, at skæl kan omdannes til fjer ved de rigtige molekylære signaler, tændte og slukker forskerne de passende molekylære kanaler under embryonal udvikling. Ved at indsætte gener relateret til fjer fra høns i alligatoræg aktiverede de meget ældgamle mekanismer (evolutionært set), som tillod denne omdannelse.
De 5 kriterier nævnt i undersøgelsen (Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 og Sox18) skulle aktiveres på forskellige tidspunkter af embryonal udvikling, hvad angår hud. Ved at fremtvinge udtrykket af de to andre, allerede kendte (retinsyre og β-catenin), lykkedes det dem at få alligatorer til at udvikle aflange skæl, forstadier til fjer.
Flager og fjer
Som undersøgelsen har vist, bliver alligatorskalaer ikke til fjer, som en kontakt drejes, men begge strukturer er ekstremer af det samme spektrum. Inden for denne linje er protofjer, pyknofibre, keratinerede fjer og mere.
For dannelsen af fjer, der er typiske for flyvende fugle, skal dermis og epidermis "kommunikere" med hinanden. Det skyldes, at de kemiske signaler kommer fra dermis, og epidermis skal modtage dem. Denne komplekse proces medieres af de 5 molekylære faktorer nævnt i artiklen.
Som du kan se, er det en meget kompleks proces, da den kræver synkronisering af genetiske signaler, specifikke øjeblikke af embryonal udvikling og tilstedeværelsen af reguleringsmekanismer. Hvis alt fungerer som det skal, kan alligatorer have fjer, det er bare, at fjerdannelsesprocessen ikke sker naturligt på den måde.
Fremskridt inden for genetik og studiet af evolution
At få et alligatorembryo til at udvikle fjer-precursor skæl er ikke i sig selv målet med at befolke verden af bevingede krybdyr. I studiet af essensen af levende ting er denne tilsyneladende præstation en lille opdagelse i bølgen af viden, der er nødvendig for at forstå, hvor vi kommer fra.
Fjer er strukturer, der slyngede erobringen af himlen gennem mekanismer med termoregulering og frieri. Meget mangler at blive opdaget, men hvert skridt bringer os tættere på at optrevle gåderne om, hvordan verden blev til den, vi ser for vores øjne.