通过破坏一个关键基因，科学家们使鸡羽毛变得更像恐龙——但结果并没有持续多久。
在一项新的研究中，研究人员在胚胎发育过程中抑制了一个基因，使鸡羽毛更加原始，就像2.5亿年前三叠纪早期的恐龙祖先中首次出现的简单管状原始羽毛。
他们成功了——但只是暂时的。这些鸡在孵化时表现出羽毛发育迟缓和裸露斑点，但几周内，它们的羽毛看起来就像任何其他家禽一样。
这项研究是了解羽毛最初如何以及为何进化的更广泛努力的一部分。研究人员此前曾将同一基因改变为，但事实证明，让羽毛进化的时光倒流更困难。
“我们的实验表明，虽然脚鳞发育中的短暂干扰可以将它们永久地变成羽毛，但永久破坏羽毛发育本身要困难得多，”该研究的资深作者米歇尔·米林科维奇日内瓦大学遗传学和进化论教授在一份报告中说陈述。 “显然，在进化过程中，相互作用的基因网络变得极其强大，即使在巨大的遗传或环境扰动下也能确保羽毛的正常发育。”
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仅仅因为研究人员没有制造出永久长有恐龙羽毛的鸡，并不意味着这项研究是失败的。米林科维奇和他的合著者罗里·库珀现在是英国谢菲尔德大学的研究员，他展示了一种特殊的基因，它被异想天开地命名为“音速刺猬”基因，在羽毛进化中很重要。通过干扰这个基因，研究人员能够暂时破坏羽毛的形成。
最早的羽毛并不是今天鸟类身上看到的复杂的、分枝的特征。它们是单管，形状像微小的吸管。为了了解进化是如何用这些简单的管子制造出从柔软的羽绒到艳丽的孔雀羽毛的一切，米林科维奇和库珀首先使用一种称为光片荧光显微镜的技术来检查鸡蛋中鸡羽毛的发育。该方法使用激光对样品的薄片进行成像。
鸡胚在产蛋九天后开始长出羽毛。首先，研究人员观察到，正在发育的鸡身上会出现厚厚的斑点，称为基板。接下来，这些基板长出羽毛芽，在角蛋白的帮助下逐渐发育成熟悉的分枝羽毛形式，角蛋白与人类头发和指甲中发现的蛋白质相同。众所周知，Sonic Hedgehog 基因可以指导动物物种的胚胎发育，它在所有这些步骤中都发挥着重要作用。
接下来，研究人员在发育第九天的鸡蛋中注射了 Sonic Hedgehog 基因的抑制剂，看看会发生什么。几天之内，羽毛芽的生长就受到阻碍。该抑制剂还减少了羽毛在胚胎上成熟时形成的复杂分支模式。
然而，到发育第 17 天，随着 Sonic Hedgehog 基因的抑制作用逐渐消失，羽毛生长已部分恢复。被允许孵化的鸡的羽毛不完整，有一些裸露的斑点和其他地方形成了柔软的羽绒状羽毛，但它们没有带有中央“羽轴”的外羽毛，这是羽毛中独特的羽毛结构。然而，到了生命的第 49 天，这些鸡开始蜕皮，新的羽毛也正常发育。
研究人员 3 月 19 日在该杂志上报道称，研究表明，Sonic Hedgehog 基因参与了原始羽毛进化成当今羽毛的过程，也参与了不同物种羽毛多样化到不同形状和大小的过程。公共科学图书馆生物学。
米林科维奇说：“现在最大的挑战是了解这些基因相互作用是如何发生变化的，从而使原始羽毛在恐龙进化的早期出现。”
