Pokud vás název článku překvapuje, víte, že moderní ptáci jsou potomky primitivních plazů (hrubě řečeno). Je známo, že genetika těchto zvířat byla po tisíce let upravována tak, že se šupiny postupně proměnily v peří. Aligátoři mají ve skutečnosti tu zvláštnost, že mají tyto mechanismy vývoje opeření. Jak jsou tedy pokryty šupinami?
Evoluce je jedním z těch studijních oborů, které jsou stejně pokročilé jako záhadné, které se rozvíjejí s rozšiřováním znalostí o genetice, ale naopak přináší na světlo více otázek než odpovědí. Podívejme se na tuto otázku podrobně.
Jak se z šupinek stala peříčka?
První otázka, kterou je třeba shrnout, je, jak po tisíciletí šupiny určitých plazů skončily jako peří. Evoluční vývojová biologie již ve 20. století zjistila, že existují biochemické mechanismy, které jsou aktivovány genetickými signály, které přeměňují peří na šupiny a naopak. Díky nim mají ptáčci na těle peří a na nohou šupiny.
Dokument z roku 2018 odhalil, že kromě molekul, o kterých je známo, že indukují opeření šupin (kyselina retinová, β-katenin), existují další konvertory z peříček na šupiny. Druhý jmenovaný nazvali Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 a Sox18 a indukují jeden nebo více regulačních modulů, které řídí tyto morfogenetické události.
Těchto pět modulů vede k pučení a prodlužování šupin, jejich větvení a přeměně v peříčka.Každý z nich má na starosti jiný proces a působí v různých okamžicích tréninku. Tímto způsobem je výsledkem pírko a ne ostré šupiny, kůže jako pírko nebo brka.
Vynucení vývoje peří na aligátorovi
Genetické mechanismy, které umožňují působení chemických látek přeměňujících peří, předcházejí vzhledu samotných struktur peří. To je ověřeno u aligátorů a krokodýlů, žijících fosilií, kteří mají tyto konverzní mechanismy, ačkoli nikdy nevykazují peří. Proč v nich tedy nejsou zakryté?
Mnoho dinosauřích fosilií ukazuje protopera, přechodové struktury mezi šupinami a peřím, které známe dnes.
Vědci, kteří napsali výše zmíněný článek, se rozhodli upravit šupiny embryí aligátorů tak, aby je proměnili v peří, a uspěli. Pojďme se podívat, jak se jim to povedlo.
Postup, jak udělat aligátora s peřím
Předpokládali, že šupiny mohou být proměněny v peří pomocí správných molekulárních signálů, vědci během embryonálního vývoje zapínali a vypínali příslušné molekulární kanály. Vložením genů souvisejících s peřím z kuřat do vajec aligátorů aktivovali velmi staré mechanismy (evolučně řečeno), které tuto konverzi umožňovaly.
5 kritérií zmíněných ve studii (Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 a Sox18) muselo být aktivováno v různých dobách embryonálního vývoje, pokud jde o kůži. Vynucením exprese dalších dvou, již známých (kyselina retinová a β-katenin), se jim podařilo přimět aligátory, aby si vyvinuli protáhlé šupiny, předchůdce peří.
Vločky a peříčka
Jak ukázala studie, aligátoří šupiny se nemění v peří jako přepnutí spínače, ale obě struktury jsou extrémy stejného spektra. V této řadě jsou protopeří, pyknovlákna, keratinizovaná peří a další.
Pro tvorbu peří typického pro létající ptáky musí dermis a epidermis spolu „komunikovat“. Je tomu tak proto, že chemické signály přicházejí z dermis a epidermis je musí přijímat. Tento složitý proces je zprostředkován 5 molekulárními faktory zmíněnými v článku.
Jak vidíte, je to vysoce komplexní proces, protože vyžaduje synchronizaci genetických signálů, specifické momenty embryonálního vývoje a přítomnost regulačních mechanismů. Pokud vše půjde, jak má, aligátoři mohou mít peří, jen proces tvorby peří neprobíhá přirozeně tímto způsobem.
Pokroky v genetice a studiu evoluce
Získání embrya aligátora, aby se z něj vyvinuly peříčkové prekurzorové šupiny, není samo o sobě cílem zalidnění světa okřídlených plazů. Při studiu podstaty živých věcí je tento zdánlivý úspěch malým objevem v přílivu znalostí potřebných k pochopení toho, odkud pocházíme.
Peří jsou struktury, které katapultovaly dobývání nebe prostřednictvím mechanismů termoregulace a námluv. Zbývá ještě mnoho objevit, ale každý krok nás přibližuje k rozluštění hádanek o tom, jak se svět stal tím, který vidíme před našima očima.