เชื่อว่านกจะสืบเชื้อสายมาจากไดโนเสาร์ แต่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญบางอย่างจะต้องเกิดขึ้นเมื่อพวกเขาวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษของพวกเขา การศึกษาใหม่ที่เกี่ยวข้องกับลูกไก่ทารกอาจช่วยล้างความลึกลับว่าการเปลี่ยนแปลงครั้งหนึ่งเกิดขึ้นได้อย่างไร - นกได้รับปีก "นิ้ว" อย่างไร
สิ่งมีชีวิตทั้งสี่ตัวรวมถึงไดโนเสาร์วิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษที่มีตัวเลขห้าหลักในตอนท้ายของแขนขา สิ่งเหล่านี้กลายเป็นครีบปีกมือหรืออุ้งเท้าและตัวเลขบางส่วนหรือทั้งหมดหายไปโดยสิ้นเชิงในบางกรณี
นักวิทยาศาสตร์คิดว่านกวิวัฒนาการมาจากกลุ่มไดโนเสาร์กินเนื้อสัตว์ที่เรียกว่า Maniraptors เมื่อ 150 ล้านปีก่อนในช่วงจูราสสิค นกที่ทันสมัยมีสามหลักในแต่ละปีกของพวกเขาซึ่งหมายถึงสองหลักใน forelimbs ของไดโนเสาร์เหล่านี้จะต้องหายไปในระหว่างการวิวัฒนาการ
คำถามเกี่ยวกับการนับ
แต่สามหลักใดที่รอดชีวิตมาได้? นักบรรพชีวินวิทยาและนักชีววิทยาพัฒนาการไม่เห็นด้วยอย่างเต็มที่ในเรื่องนี้ ข้อเสนอที่เกิดขึ้นในปี 1999 เรียกว่าสมมติฐาน“ Frame Shift” อธิบายความคลาดเคลื่อนในหลักฐาน แต่ไม่ใช่ทุกคนที่ยอมรับมัน
การศึกษาใหม่ดำเนินการโดยนักวิจัยที่ปลูกถ่ายเซลล์จากส่วนหนึ่งของร่างกายของลูกไก่ไปยังอีกส่วนหนึ่งเพิ่มการสนับสนุนสมมติฐาน ผลการศึกษาของพวกเขาปรากฏในวันนี้ (10 กุมภาพันธ์) ในวารสารวิทยาศาสตร์
หากคุณหมายเลขตัวเลขเพื่อให้ตัวเลข 1 สอดคล้องกับนิ้วหัวแม่มือของเราตัวเลข 2 ด้วยนิ้วดัชนีของเราและอื่น ๆ บันทึกฟอสซิลแสดงให้เห็นว่าปีกของนกวิวัฒนาการโดยใช้ตัวเลข 1, 2 และ 3 ของ forelimbs ของไดโนเสาร์
อย่างไรก็ตามในตัวอ่อนนกตัวเลขที่เกิดขึ้นจากสถานที่บนตาแขนขาที่เกี่ยวข้องกับตัวเลข 2, 3 และ 4 ความขัดแย้งนี้สนับสนุนผู้ที่ท้าทายว่านกจะสืบเชื้อสายมาจากไดโนเสาร์โดยตรง
ในปี 1999 Günter Wagner และ Jacques Gauthier จาก Yale University เชื่อมโยงทั้งสองกลุ่มโดยเสนอว่าในระหว่างการพัฒนาตัวเลข 1 เกิดขึ้นจริงจากตำแหน่งที่สอง (ที่ตัวเลข 2 ควรเกิดขึ้น) และอื่น ๆ - การเปลี่ยนเฟรม
“ สิ่งที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับทฤษฎีการเปลี่ยนเฟรมคือมันทำให้ทั้งสองสิ่งถูกต้อง” แอนเบิร์คนักสัณฐานวิทยาวิวัฒนาการของมหาวิทยาลัยเวสลียันในคอนเนตทิคัตกล่าวซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาปัจจุบันกล่าว "นกเป็นไดโนเสาร์ แต่การพัฒนาตัวเลขคือ 2, 3 และ 4"
หลักฐานใหม่
ในการศึกษาใหม่นักวิจัยชาวญี่ปุ่นนำโดย Koji Tamura จากมหาวิทยาลัย Tohoku ปลูกถ่ายเซลล์บางเซลล์จากเท้าไปยังปีกและในทางกลับกันในการพัฒนาลูกไก่ เซลล์เหล่านี้มีส่วนเกี่ยวข้องในการเติบโตของตัวเลข 4 นักวิจัยพบหลักฐานว่าตัวเลขสุดท้ายของปีกไม่สอดคล้องกับตัวเลขสุดท้ายของเท้า สิ่งนี้สนับสนุนทฤษฎีที่ว่าปีกซึ่งแตกต่างจากเท้าไม่มีตัวเลข 4 พวกเขากล่าวว่าจากนั้นทีมแมปการพัฒนาหลักโดยใช้เทคนิคการติดฉลากเซลล์ (ทำให้พวกเขารู้ว่าเซลล์บางตัวจบลงเมื่อมันครบกำหนด) พวกเขาพบว่าภายใน 3.5 วันของการพัฒนาของตัวอ่อนการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นทำให้เซลล์ในภูมิภาคต้นกำเนิดสำหรับตัวเลข 4 ที่จะก้าวไปข้างหน้าและเติบโตเป็นตัวเลข 3 การเปลี่ยนแปลงเดียวกันเกิดขึ้นสำหรับตัวเลขที่กลายเป็น 1 และ 2
"ฉันไม่สามารถบอกคุณได้ว่า 'ทำไม' เรามีตัวเลขห้าหลักและไก่มีสามหลักแม้ว่าฉันจะสามารถบอกคุณได้อย่างถูกต้องว่า 'พวกเขามีสามหลักในขณะที่เรามีตัวเลขห้าหลัก" Tamura บอก LiveScience ในอีเมล
การค้นพบนี้บรรลุสองสิ่งตามที่ Tim Rowe ศาสตราจารย์ด้านซากดึกดำบรรพ์ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษา
ครั้งแรก "มันเกี่ยวข้องโดยตรงกับความขัดแย้งที่ดูเหมือนนี้ระหว่างบันทึกซากดึกดำบรรพ์และบันทึกการพัฒนามันแสดงให้เห็นในความเป็นจริงไม่มีความไม่สอดคล้องกัน" Rowe กล่าว
และประการที่สองมันเป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของการเปลี่ยนแปลงที่ส่วนหนึ่งของร่างกายถูกเปลี่ยนเป็นอีกส่วนหนึ่งในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อนเขากล่าว
"เรากำลังค้นพบส่วนหนึ่งของ Holy Grail ซึ่งเป็นวิวัฒนาการของการพัฒนาการพัฒนาแขนขาเปลี่ยนไปในระหว่างการวิวัฒนาการของนกจากบรรพบุรุษของพวกเขา "Rowe กล่าว
นี่ไม่ใช่การวิจัยครั้งแรกที่สนับสนุนสมมติฐานการเปลี่ยนเฟรมตาม Wagner “ ฉันคิดว่าตอนนี้มีข้อมูลเพียงพอที่แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนเฟรมเกิดขึ้นจริง” แว็กเนอร์บอกกับ LiveScience "นี่เป็นขั้นตอนต่อไปมันแสดงให้เราเห็นกลไกการพัฒนา"
ความสงสัยอย่างต่อเนื่อง
เพื่อกำหนดตัวตนของตัวเลขสุดท้ายใน "มือ" ของลูกไก่การศึกษาใช้การพัฒนาตัวเลขสุดท้ายในแขนขาเมาส์ห้าหลักเป็นแบบจำลองแนวทาง สิ่งนี้ทำให้ Alan Feduccia นักชีววิทยาวิวัฒนาการของมหาวิทยาลัยนอร์ ธ แคโรไลน่าที่ Chapel Hill สงสัยผลลัพธ์
Feduccia ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาเป็นคู่ต่อสู้ของมุมมองทางวิทยาศาสตร์ที่โดดเด่นว่านกนั้นสืบเชื้อสายมาจากไดโนเสาร์ theropod (ซึ่งรวมถึง Maniraptors) แต่เขาเชื่อว่านกและไดโนเสาร์ theropod แบ่งปันบรรพบุรุษร่วมกันก่อนหน้านี้ การศึกษาใหม่นี้ทำให้เขาไม่มีเหตุผลที่จะเปลี่ยนใจ
"ผลการทดลองดูเหมือนจะชัดเจนมาก" Feduccia กล่าว "เพราะมือนกได้รับการปรับเปลี่ยนอย่างสูงจนเราไม่รู้ว่ากลไกทางพันธุกรรมเดียวกันนี้ใช้กับตัวตนหลัก"
การเปลี่ยนแปลงของตัวเลขไม่สมเหตุสมผลเขากล่าว "ไม่มีข้อได้เปรียบที่เลือกได้สำหรับการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว - กล่าวอีกนัยหนึ่งทำไมมันจะเกิดขึ้น?"
แต่เขาอยู่ในชนกลุ่มน้อย
เบิร์คของเวสลียันมีปัญหาอื่นกับทฤษฎีการเปลี่ยนเฟรม เธอเชื่อว่าการกำหนดจำนวนตัวเลขของลูกไก่ที่กำลังเติบโตนั้นอาจทำให้เข้าใจผิด
“ บรรพบุรุษของไดโนเสาร์ของนกนั้นดีและได้รับการสนับสนุนอย่างดีจนไม่มีใครไม่เห็นด้วยกับสิ่งนั้นดังนั้นเพียงแค่พยายามเปลี่ยนตัวเลขหลักในนกที่มีชีวิตเพื่อให้สอดคล้องกับบรรพบุรุษของฟอสซิลนั้นไม่จำเป็นและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการที่สำคัญ” เธอกล่าว
คุณสามารถติดตามได้LiveScienceนักเขียน Wynne Parry บน Twitter @wynne_parry
แขนขาที่ไร้ประโยชน์ 10 อันดับแรก (และอวัยวะอื่น ๆ
