直到最近,科学界最大的神话之一是所有恐龙在过去 6500 万年里都已经灭绝。但由于新的化石发现丰富了我们对鸟类恐龙的了解,我们现在知道只有一些恐龙灭绝了小行星与地球相撞– 其他人幸存下来并繁育了我们今天生活的鸟类。
为了弄清楚这种进化是如何发生的,智利的研究人员在 2016 年进行了一项奇怪但令人着迷的实验。操纵普通鸡的基因,使它们的小腿上长出管状的、类似恐龙的腓骨——这是你在鸡腿上发现的两根长的、像脊柱一样的骨头之一。
在鸟类恐龙中,例如始祖鸟,腓骨是一块管状的骨头,一直延伸到脚踝。另一块骨头,即胫骨,与它一起长到相似的长度。
随着进化发展到一群鸟类恐龙被称为 Pygostylians,腓骨变得比胫骨短,并且在末端变得更锋利、更像碎片,并且不再到达脚踝。
虽然现代鸟类胚胎仍然显示出发育出长的、类似恐龙的腓骨的迹象,但随着它们的生长,这些骨头变得更短、更薄,并且也呈现出尾茎骨的碎片状末端,并且永远不会深入到底部。腿与脚踝连接。
由智利大学若昂·弗朗西斯科·博特略 (João Francisco Botelho) 领导的研究人员决定调查恐龙的长管状腓骨到鸟类的短碎片状腓骨的转变实际上是如何发生的。
他们通过抑制一种名为“IHH”或“印度刺猬”(说真的)的基因的表达来实现这一目标,这种基因使他们的鸡继续生长出起源于胚胎形式的长长的、类似恐龙的腓骨。
在这样做的过程中,团队发现了一些奇怪的事情。正常的骨骼发育会看到细胞分裂,因此在末端停止生长之前很久,骨干的生长就会停止,但在现代鸡中,腓骨的生长首先在末端停止。
这意味着现代鸡的腓骨被主动阻止,无法达到其古代亲戚骨头的长度。
(博特略等人,进化,2016)
发表他们的观察结果在日记中进化2016年2月,研究人员提出,现代鸡腓骨下端的早期成熟是由脚踝中的一块骨头(称为跟骨)促使的。
“与其他动物不同,鸟类胚胎中的跟骨压在腓骨的下端,”该团队在新闻稿中解释道当时。 “它们非常接近,甚至被一些研究人员误认为是单一元素。”
研究小组认为,在普通鸡中,跟骨和腓骨末端之间的相互作用会产生类似于促使骨干停止生长的信号,从而防止腓骨到达踝骨附近的任何地方。
但当印度刺猬基因关闭时,跟骨会强烈表达甲状旁腺相关蛋白(PthrP)基因,该基因允许骨骼末端生长。这导致他们的鸡长出与脚踝相连的长腓骨,就像它们在始祖鸟。
“在形态发生后阶段 IHH 信号传导的实验性下调导致胫骨和腓骨长度相等,”该团队在报告中写道。 “腓骨比对照组更长并且与腓骨融合,而胫骨更短并且弯曲。”
不幸的是,“恐龙鸡”没有进入孵化阶段,但研究的目的不是将它们培养到成年,而是弄清楚导致从恐龙到成年的转变的生物过程。腿到现代鸟类的腿。
“实验的重点是单一特征来测试特定的假设,”团队成员之一亚历山大·巴尔加斯 (Alexander Vargas) 解释道。 “我们不仅对鸟类的发育了解很多,而且还对恐龙-鸟类的转变了解很多,这在化石记录中有详细记录。这自然会导致关于发育进化的假设,可以在实验室中进行探索”。
这并不是第一次在现代鸡身上“重现”恐龙特征。2015年,同一个团队在他们的鸡上实现了恐龙般的脚的生长,而美国的一个单独的团队则成功地在鸡上生长出了类似恐龙的脚像恐龙一样的“喙”在它的鸡胚胎上。
请观看以下内容,了解首席研究员、著名古生物学家 Jack Horner 是如何做到这一点的:
该研究发表于进化。
本文的一个版本于 2016 年 3 月首次发布。