Американским биологам удалось создать эмбрионы куриц с мордами динозавров, подавив развитие белков, с помощью которых у птиц формируется клюв, сообщает Nature. Однако ученые не ставили перед собой цель воскресить динозавров с помощью генной инженерии. Они пытались понять, как рептилии эволюционировали в птиц более 150 миллионов лет назад, а именно – как морды животных постепенно превратились в клювы.
Процесс эволюции птиц происходил беспорядочно и его трудно отследить, изучая останки первых пернатых особей. Однако ученым известно, что у древних ящеров вначале были две маленькие кости по бокам морды, как и у всех остальных позвоночных, а затем они слились в одну и образовался клюв.
Группа биологов, которую возглавили Архат Абжанов из Гарварда и Бхарт-Анджан Бхуллар из Чикаго, проанализировали эмбриональное развитие клюва у куриц и страусов и сравнили его с формированием морды у эмбрионов аллигаторов, ящериц и черепахи. Ученые обнаружили, что белки FGF и Wnt, ответственные за развитие лицевого черепа животных, действуют у рептилий и птиц по-разному. У ящериц, крокодилов и черепахи эти белки были активны в двух небольших участках плода, а у курицы и страуса – они действовали в более широком диапазоне на аналогичном участке. В этом открытии ученые видят предварительное доказательство того, что изменение активности FGF и Wnt способствовало эволюции клюва.
Чтобы проверить свою гипотезу, биологи блокировали активность белков FGF и Wnt у развивающихся эмбрионов цыплят. Протокол исследования не позволил ученым дождаться рождения полученных зародышей-мутантов. Вместо этого, исследователи отслеживали изменения в их облике на последних стадиях развития, перед самым вылуплением из яйца.
У некоторых из птиц челюстные кости остались соединенными, а у некоторых они стали отдельными и короткими. Цифровые модели черепов куриц-мутантов показали, что их черепные кости больше похожи на черепные кости первоптиц и динозавров, чем на кости обычных цыплят.
Несмотря на всю важность открытия, генетический механизм формирования клюва может оказаться намного сложнее. Возможно, за это отвечают гены, кодирующие FGF и Wnt, или гены соответствующих биохимических реакций, или, возможно развитие черепных костей определяет регулирующая ДНК, которая влияет на экспрессию генов. Изучение этих механизмов позволило бы создавать из рептилий птиц и наоборот.
