Το πείραμα επαναφέρει την εξέλιξη με το γονίδιο Sonic Hedgehog
Μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης έκανε ένα τολμηρό βήμα στο παρελθόν, χειραγωγώντας μια κρίσιμη μοριακή οδό για την ανάπτυξη εμβρύων κοτόπουλου. Αναστέλοντας το γονίδιο Sonic Hedgehog (Shh) , οι ερευνητές προκάλεσαν την ανάπτυξη απλών, σωληνοειδών δομών φτερών που μοιάζουν με τα πρωτότυπα φτερά που βρίσκονταν κάποτε σε δεινόσαυρους.

Αυτά τα πρωτότυπα φτερά χρονολογούνται πριν από περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια και δεν διαθέτουν τις περίπλοκες ακίδες και τα άγκιστρα των σύγχρονων φτερών. Πιθανότατα χρησίμευαν στα πρώιμα θηριόποδα περισσότερο για μόνωση ή επίδειξη παρά για πτήση. Αυτή η ελεγχόμενη γενετική αναδίπλωση σηματοδοτεί ένα ορόσημο στην πειραματική εξελικτική βιολογία.

Τα έμβρυα άρχισαν να δείχνουν σημάδια ανάκαμψης γύρω στην 14η ημέρα της επώασης. Παρά τα πρώιμα σημάδια ανώμαλης ανάπτυξης, τα αδρανοποιημένα ωοθυλάκια των φτερών επανενεργοποιήθηκαν και πολλοί νεοσσοί συνέχισαν να αναπτύσσουν φυσιολογικά φτερά.

Αυτή η απροσδόκητη ανάκαμψη υπογραμμίζει την ανθεκτικότητα που ενσωματώνεται στη σύγχρονη γενετική των πτηνών. Αντί να “εκτροχιαστεί” μόνιμα, το μονοπάτι ανάπτυξης φτερών κατάφερε να επιβληθεί εκ νέου, ένα σημάδι βαθιάς εξελικτικής ενίσχυσης. «Είναι πολύ πιο δύσκολο να διαταραχθεί μόνιμα η ίδια η ανάπτυξη των φτερών», σημείωσε ο Rory Cooper, συν-συγγραφέας της μελέτης.

Προηγούμενα πειράματα είχαν δείξει ότι η διέγερση του γονιδίου Shh θα μπορούσε να μετατρέψει τα λέπια των ερπετών σε δομές που μοιάζουν με φτερά. Σε αυτή τη νέα μελέτη, οι επιστήμονες απέδειξαν ότι η αναστολή του ίδιου γονιδίου παράγει ένα αντίθετο αποτέλεσμα – μια επιστροφή σε αρχαίες, νηματώδεις μορφές .

Αυτός ο διακόπτης διπλής κατεύθυνσης επιβεβαιώνει τον κεντρικό ρόλο του γονιδίου στην εξέλιξη των φτερών. Εναλλάσσοντας το μονοπάτι Shh, οι επιστήμονες όχι μόνο αποκαλύπτουν τους μηχανισμούς της εξελικτικής αλλαγής, αλλά αποδεικνύουν επίσης ότι τα αρχαία χαρακτηριστικά μπορούν να ξαναξυπνήσουν υπό τις κατάλληλες συνθήκες.

Η έρευνα που δημοσιεύτηκε στο PLOS Biology προσφέρει κάτι περισσότερο από μια αναδρομή στην προϊστορική ανατομία. Ανοίγει νέα ερωτήματα σχετικά με το πώς τα δίκτυα γονιδίων έχουν εξελιχθεί για να εξασφαλίσουν αξιοπιστία και ευελιξία με την πάροδο του χρόνου.

Το ξεκλείδωμα αυτών των γενετικών ελέγχων θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις πέρα ​​από την εξελικτική θεωρία. Με κάθε πείραμα, οι επιστήμονες πλησιάζουν στο να κατανοήσουν πώς τα σύγχρονα γονιδιώματα φέρουν αδρανή εξελικτικά σχέδια . Τέτοιες ανακαλύψεις μπορεί μια μέρα να επιτρέψουν την αναβίωση αρχαίων βιολογικών χαρακτηριστικών – ή ακόμη και να παρέχουν μοντέλα για βιοϊατρικές ή αναγεννητικές εφαρμογές .

Δείτε ΦΩΤΟ ΕΔΩ

photo: pixabay