ручки динозавров для куриц
Ученые вырастили кур с лапами динозавров
Чилийские биологи успешно вернули куриным лапам анатомическое строение конечностей динозавра. Результаты исследования опубликованы в журнале Evolution.
Ранее американские исследователи во главе с Архатом Абжановым (Arkhat Abzhanov) из Гарварда успешно создали эмбрионы кур с мордами динозавров, подавив действие белков, провоцирующих развитие клюва. Теперь же Жуан Ботельо (Joâo Botelho), из лаборатории Александра Варгаса (Университет Чили) продолжил работу коллег по воскрешению предков птиц.
Ученые смогли воссоздать процесс развития лап динозавра на курах, модифицировав действие одного из генов. Внимание исследователей привлекло незначительное отличие в строении лап у птиц и динозавров: длина малоберцовой кости у кур меньше, чем длина большой берцовой, в то время как у динозавров длина костей является практически идентичной и обе они соединяются с голеностопным суставом. Лапы эмбриона кур повторяют строение лап ящеров, но на ранних сроках развития малоберцовая кость перестает расти и затем приобретает характерную «острую форму».
За такое изменение, по предварительной гипотезе, отвечают два гена: Indian Hedgehog (IHH) и PTHrP. Гипотеза подтвердилась в процессе эксперимента — подавление действия белка IHH привело к продолжению роста малоберцовой кости. Ген же PthrP, выяснили ученые, оказался ответственным за рост хрящевой ткани на костном крае и соединении малоберцовой кости с голеностопным суставом. В итоге куры рождались с лапами, подобными конечностям динозавров.
Генетика птиц наиболее близка из всех ныне живущих классов к ископаемым ящерам. Согласно представлениям биологов, птицы являются прямыми потомками динозавров. Исследование продолжило серию лабораторных экспериментов по манипуляции с белками, отвечающими за эмбриональное развитие, и приблизило научный мир к разгадке тайн эволюции от динозавров к современным видам животных на молекулярном уровне.
Парк куриного периода: учёные вырастили ногу динозавра у курицы
Генетики из Чилийского университета при помощи генетических манипуляций над куриным эмбрионом добились того, что у взрослой курицы ноги приобрели черты ног динозавров. При этом вместо введения в куриный геном новых генов потребовалось, наоборот, выключить некоторые из уже имевшихся.
У куриц в ногах сохранился рудимент под названием малоберцовой кости, напоминающей булавку. Её относительный размер меньше, чем у предков птиц, и она никак не связана с костями в ноге. Учёные выяснили, что подавление гена IHH (Indian hedgehog homolog), отвечающего за развитие костей, приводит к развитию полноценной малоберцовой кости, которая, к тому же, вырастает присоединённой к лодыжке. В результате анатомия ног птицы приблизилась к анатомии хищных динозавров.
У динозавров, предков птиц, большая берцовая и малоберцовая кости были сходного размера и соединялись вместе. В ходе эволюции последняя за ненадобностью уменьшилась и перестала быть соединённой с другими костями. Ещё в 19 веке учёные отметили, что ход эволюции сказывается на развитии эмбрионов птиц – у них обе кости сначала появляются одинаковыми, а затем одна отстаёт в развитии.
Это уже второй успех команды генетиков университета в приближении строения птиц к их предкам – ранее им удавалось получить птиц, у которых не было на ноге пальцев, торчащих назад. Все пальцы были направлены вперёд, как это было у динозавров.
Учёные уверяют, что не пытаются получить динозавра в лаборатории. «Эксперименты концентрируются на конкретных признаках для доказательства выбранных гипотез,- говорит начальник лаборатории, Александр Варгас [Alexander Vargas]. – Мы очень хорошо изучили рост и развитие птиц, а также переход между динозаврами и птицами, известный благодаря ископаемым. Естественным образом это рождает гипотезы, касающиеся хода эволюции, которые можно проверить в лаборатории».
А зря всё-таки они не пытаются вырастить динозавров. В самом деле, ну что может пойти не так?
В США создали кур с мордами динозавров
Американские биологи создали эмбрионы кур с мордами динозавров — подавив развитие белков, с помощью которых в зародышах образуются клювы. Об эксперименте сообщается в журнале Evolution, а коротко результаты исследования излагает Nature News & Comment.
Целью ученых было не создание мутантов и не воскрешение динозавров методами генной инженерии — они стремились понять, как на молекулярном уровне шел процесс превращения морд в клювы у рептилий (будущих птиц). Известно, что клюв у ящеров возник из двух небольших костей (межчелюстных), вытянувшихся и соединившихся в одну структуру.
Биологи во главе с Архатом Абжановым из Гарварда и Бхартом-Анджаном Бхулларом (Bhart-Anjan Bhullar) из Чикаго сравнивали развитие эмбрионов современных птиц и рептилий. Оказалось, что в организме этих групп животных по-разному экспрессируются белки FGF и Wnt: у рептилий они активны в двух небольших участках плода, превращающихся в морду, а у птиц — в широкой полосе на аналогичном участке.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые ввели в эмбрионы кур химические вещества, блокирующие активность белков FGF и Wnt. Согласно одобренному властями университета протоколу исследования, зародышей-мутантов не довели до рождения: изменения в их анатомии отслеживали на последних днях развития плода.
Материалы по теме
Летать не может
У некоторых птиц межчелюстные кости остались соединенными, у других — отдельными и короткими. Цифровые модели черепов показали, что кости во многих из них оказались больше похожими на черепные кости первоптиц (вроде археоптерикса) и динозавров (таких, как велоцираптор), чем на кости обычных цыплят.
Однако до идентификации генетической базы клювов пока далеко: это могут быть как гены, кодирующие FGF и Wnt, так и гены связанных с ними биохимических реакций — а также «регулирующая» ДНК, влияющая на экспрессию генов.
Известный своим проектом вырастить динозавров из кур палеонтолог Джек Хорнер (Jack Horner) воспринял работу Абжанова и Бхуллара с энтузиазмом. Хорнер выявил генетические мутации, отвечающие за исчезновение хвоста у современных птиц — но повлиять на них на практике пока не удалось (в образовании хвоста участвует слишком много компонентов). Манипуляция с белками, отвечающими за эмбриональное развитие, представляется палеонтологу очень ценным методом.
Ученые вырастили эмбрионы цыплят с челюстями динозавров
Американские биологи создали эмбрионы кур с мордами динозавров — подавив развитие белков, с помощью которых в зародышах образуются клювы. Об эксперименте сообщается в журнале Evolution, а коротко результаты исследования излагает Nature News & Comment.
Целью ученых было не создание мутантов и не воскрешение динозавров методами генной инженерии — они стремились понять, как на молекулярном уровне шел процесс превращения морд в клювы у рептилий (будущих птиц).
Известно, что клюв у ящеров возник из двух небольших костей (межчелюстных), вытянувшихся и соединившихся в одну структуру.
Биологи во главе с Архатом Абжановым из Гарварда и Бхартом-Анджаном Бхулларом (Bhart-Anjan Bhullar) из Чикаго сравнивали развитие эмбрионов современных птиц и рептилий. Оказалось, что в организме этих групп животных по-разному экспрессируются белки FGF и Wnt: у рептилий они активны в двух небольших участках плода, превращающихся в морду, а у птиц — в широкой полосе на аналогичном участке.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые ввели в эмбрионы кур химические вещества, блокирующие активность белков FGF и Wnt. Согласно одобренному властями университета протоколу исследования, зародышей-мутантов не довели до рождения: изменения в их анатомии отслеживали на последних днях развития плода.
У некоторых птиц межчелюстные кости остались соединенными, у других — отдельными и короткими. Цифровые модели черепов показали, что кости во многих из них оказались больше похожими на черепные кости первоптиц (вроде археоптерикса) и динозавров (таких, как велоцираптор), чем на кости обычных цыплят.
Однако до идентификации генетической базы клювов пока далеко: это могут быть как гены, кодирующие FGF и Wnt, так и гены связанных с ними биохимических реакций — а также «регулирующая» ДНК, влияющая на экспрессию генов.
Известный своим проектом вырастить динозавров из кур палеонтолог Джек Хорнер (Jack Horner) воспринял работу Абжанова и Бхуллара с энтузиазмом.
Хорнер выявил генетические мутации, отвечающие за исчезновение хвоста у современных птиц — но повлиять на них на практике пока не удалось (в образовании хвоста участвует слишком много компонентов). Манипуляция с белками, отвечающими за эмбриональное развитие, представляется палеонтологу очень ценным методом.
Юрские куры: ученые заставили эмбрионов цыплят развиваться как динозавров
Команда ученых решила выяснить, как морда динозавра превратилась в клюв курицы в результате эволюции более 150 миллионов лет назад. Для этого они заблокировали белки, ответственные за формирование клюва птицы и морды рептилии.
Резцовые межчелюстные кости присутствуют у птиц и у рептилий, но у птиц они увеличились в размерах и превратились в клюв. Ученые из Йельского университета и Гарварда проанализировали развитие клюва у эмбрионов современных птиц — кур и страусов эму, и формирование морды у рептилий — ящериц, черепах и аллигаторов. Были найдены отличия между экспрессией протеинов FGF и Wnt, участвующих в этих процессах.
Ученые вмешались в процесс развития эмбриона и заблокировали оба протеина. На месте клюва цыплят незадолго до вылупления оставался лоскуток кожи, резцовые межчелюстные кости были сращены только частично. Результатом эксперимента стали цыплята, череп которых больше схож с ранними птицами и динозаврами, чем на современных птиц.
На изображении слева — клюв куриного эмбриона. Справа — череп аллигатора. Посредине — промежуточный результат, который получили ученые в результате блокирования белков.
Велоцераптор 