鸟儿有多喙

仔细看看鸟儿如何喙

在一项新的研究中,进化生物学家揭示了鸟喙是由两个遗传途径控制的骨骼变化的结果,揭示了自然最有效的工具之一的起源。

鸟类是地球上最成功的生物之一,拥有超过10,000种全球的物种,占据了一系列令人耳目敬的利基,从大型动物到艰苦的坚果和种子吃一切。

科学家们所说,成功的部分关键可能是在他们的脸上。

由Arkhat Abzhanov领导的有机体和进化生物学副教授Arkhat Abzhanov,这位研究人员团队表明,鸟喙是由两个遗传途径控制的骨骼变化的结果,揭示了自然yabo124最有效的工具之一的起源。该研究描述于一篇论文中今年早些时候发布在日记进化中

“喙的演变是现代鸟类的一个精英步骤,使它们与仍有鼻子的原始鸟类不同,”阿比扎诺夫说。“用本文,我们想了解机械术语的过程。”

Abzhanov说,答案的第一步是澄清鸟类的烧烤。

“鸟类的直接祖先有很长的手指和有点相对的拇指,”他说。“据信他们可以用手来建造巢穴并操纵小猎物......这正是当翅膀进化时丢失的鸟类 - 那些手指在翼上变成了骨头。因此,一旦鸟类丢失了它们,他们用手指捂住脸 - 喙。

“上下喙都可以移动,所以它像钳子一样,允许水平准确性在处理和操纵对象时,您只能通过手指实现。我喜欢向我的学生展示一个织布鸟的视频,它使用长草来编织巢穴,甚至在建筑过程中绑定真正的结。你不能用鼻子这样做。“

为了获得近距离和个人观念,了解发展模式如何揭示鸟类的演变,阿比海诺夫和同事转向他们最近的生活相对 - 鳄鱼,鳄鱼。

“因为我们可以用鼻子获得实时鳄鱼胚胎,我们可以将它们与喙现代鸟类进行比较,看看它们是如何发展的脸部,以及在该过程中激活哪些基因,”阿比南夫说。

该团队发现了两个遗传途径,两者都以几乎所有的脊椎动物存在,但在鸟脸的发展中有不同的工作。

这些信令途径,FGF8和WNT,告诉细胞如何增殖和分化,并且在陆脊椎动物中通常在两个区域中表达,左侧和右侧鼻坑。然而,在鸟类中,表达也发生在脸部中间,导致两个区域熔化以产生单个喙骨而不是配对的面部骨骼。

“我们后来发现FGF8介导WNT的表达,”阿比海诺夫说。“如此整个故事中的关键分子是FGF8。它表达了很早,而且只有瞬间,但这种变化,这种新颖的FGF8中介表达,恰逢现代鸟类的出现。“

为了欣赏喙发展,阿比海诺夫和同事中断了鸡的途径,用面部骨骼生产胚胎,这些骨骼看起来像他们鼻子的恐龙祖先一样。

“发生了什么,我们得到了一系列表型,”阿兹汉诺夫说。“有些看起来相当正常,其他人非常不同。在一些胚胎中,弥补喙的骨骼并没有熔合得当,并开发出更多的钝形状。“

他说,研究结果表明,喙没有完全形成,而是通过中间形状变化逐渐发展,其中一些尚未在化石记录中找到。

“我们建议古生物学家将能够在未来找到化石,这将在喙现代鸟类和他们鼻子的祖先之间弥合这种差距,”阿比南夫说。“这种转变可能已经发生在一个孤立的地理区域,或者可能已经发生了很快,所以他们可能很难找到,但我们预测这种过渡的化石最终会恢复,它们将匹配我们的一些实验动物。”

他补充说:“重要的是我们现在可以解释现代鸟类独有的面孔的重要特征,这是一个进化的新颖之谜。”

出版物:Bhart-Anjan S. Bhullar等人,“一个主要进化创新的起源的分子机制,鸟喙和口感,通过脊椎动物历史上的主要转变,”演变,第69卷“,发布7,2015年7月1665-1677页;DOI:10.1111 / EVO.12684

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