通過破壞一個關鍵基因，科學家們使雞羽毛變得更像恐龍——但結果並沒有持續多久。
在一項新的研究中，研究人員在胚胎髮育過程中抑制了一個基因，使雞羽毛更加原始，就像2.5億年前三疊紀早期的恐龍祖先中首次出現的簡單管狀原始羽毛。
他們成功了——但只是暫時的。這些雞在孵化時表現出羽毛髮育遲緩和裸露斑點，但幾週內，它們的羽毛看起來就像任何其他家禽一樣。
這項研究是了解羽毛最初如何以及為何進化的更廣泛努力的一部分。研究人員此前曾將同一基因改變為，但事實證明，讓羽毛進化的時光倒流更困難。
“我們的實驗表明，雖然腳鱗發育中的短暫干擾可以將它們永久地變成羽毛，但永久破壞羽毛髮育本身要困難得多，”該研究的資深作者米歇爾·米林科維奇日內瓦大學遺傳學和進化論教授在一份報告中說陳述。 “顯然，在進化過程中，相互作用的基因網絡變得極其強大，即使在巨大的遺傳或環境擾動下也能確保羽毛的正常發育。”
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僅僅因為研究人員沒有製造出永久長有恐龍羽毛的雞，並不意味著這項研究是失敗的。米林科維奇和他的合著者羅里·庫珀現在是英國謝菲爾德大學的研究員，他展示了一種特殊的基因，它被異想天開地命名為“音速刺猬”基因，在羽毛進化中很重要。通過乾擾這個基因，研究人員能夠暫時破壞羽毛的形成。
最早的羽毛並不是今天鳥類身上看到的複雜的、分枝的特徵。它們是單管，形狀像微小的吸管。為了了解進化是如何用這些簡單的管子製造出從柔軟的羽絨到艷麗的孔雀羽毛的一切，米林科維奇和庫珀首先使用一種稱為光片熒光顯微鏡的技術來檢查雞蛋中雞羽毛的發育。該方法使用激光對樣品的薄片進行成像。
雞胚在產蛋九天后開始長出羽毛。首先，研究人員觀察到，正在發育的雞身上會出現厚厚的斑點，稱為基板。接下來，這些基板長出羽毛芽，在角蛋白的幫助下逐漸發育成熟悉的分枝羽毛形式，角蛋白與人類頭髮和指甲中發現的蛋白質相同。眾所周知，Sonic Hedgehog 基因可以指導動物物種的胚胎髮育，它在所有這些步驟中都發揮著重要作用。
接下來，研究人員在發育第九天的雞蛋中註射了 Sonic Hedgehog 基因的抑製劑，看看會發生什麼。幾天之內，羽毛芽的生長就受到阻礙。該抑製劑還減少了羽毛在胚胎上成熟時形成的複雜分支模式。
然而，到發育第 17 天，隨著 Sonic Hedgehog 基因的抑製作用逐漸消失，羽毛生長已部分恢復。被允許孵化的雞的羽毛不完整，有一些裸露的斑點和其他地方形成了柔軟的羽絨狀羽毛，但它們沒有帶有中央“羽軸”的外羽毛，這是羽毛中獨特的羽毛結構。然而，到了生命的第 49 天，這些雞開始蛻皮，新的羽毛也正常發育。
研究人員 3 月 19 日在該雜誌上報導稱，研究表明，Sonic Hedgehog 基因參與了原始羽毛進化成當今羽毛的過程，也參與了不同物種羽毛多樣化到不同形狀和大小的過程。公共科學圖書館生物學。
米林科維奇說：“現在最大的挑戰是了解這些基因相互作用是如何發生變化的，從而使原始羽毛在恐龍進化的早期出現。”
