Протоперья — простые и цилиндрические нити, которые внешне отличаются от современных перьев отсутствием усиков и фолликула — структуры в основании. Ученые считают, что появление протоперьев могло стать первым шагом к появлению современных перьев.
Ученые смоделировали, как протоперья превратились в сложные структуры у птиц
Пока в научном мире все обсуждают эволюционное появление перьев, палеонтологи и биологи пришли к выводу, что они появились из простейший структур — протоперьев.
Freepik
Протоперья появились еще 200 млн лет назад у некоторых динозавров.
Однако 200 млн лет назад протоперья не позволяли летать, они лишь обеспечивали тепло, а также служили украшением. И только благодаря эволюции они преобразовались в более сложные структуры.
Ученые из лаборатории Мишеля Милинковича, профессора кафедры генетики и эволюции факультета естественных наук Женевского университета, изучают коммуникационные системы, которые передают сообщения между и внутри клеток, в эмбриональном развитии чешуи, волос и перьев.
Они стимулировали Sonic Hedgehog (Shh) — семейство генов и соответствующих им белков, управляющих эмбриональным развитием нервной и скелетной систем организма, — чтобы понаблюдать за превращением чешуи в перья на ногах куриц. Исследование было опубликовано в PLOS Biology.
Развитие удлиненных перьевых почек и их отсутствие при стимулировании Shh
Как проходил эксперимент
Ученые ввели молекулу, блокирующую сигнальный путь Shh, на девятый день эмбрионального развития. Примерно в это время у птиц появляются перьевые почки. Это привело к тому, что вместо них начали формироватья неразветвленные бутоны, напоминающие предполагаемые ранние стадии протоперьев.
Однако спустя пять дней развитие перьев восстановилось. Ученые отмечают, что это показатель того, что на современном этапе эволюции очень сложно навсегда нарушить формирование перьев. Кроме того, хоть цыплята и вылупились с голыми участками ног, спустя некоторое время фолликулы сами появились, а за ними и перья.
«Очевидно, что в ходе эволюции сеть взаимодействующих генов стала чрезвычайно устойчивой, обеспечивая надлежащее развитие перьев даже при существенных генетических изменениях», — закончил Мишель Милинкович.