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恐龙鸡揭示鸟嘴进化

2019-03-05 19:09:13

从左到右分别为鸡、“恐龙鸡”和现代短吻鳄。图片来源:Bhart-Anjan Bhullar

生物学家通过改造构建鸡喙的分子,制造了具有恐龙样脸庞的鸡胚胎。

该研究联合、芝加哥大学古生物学家Bhart-Anjan Bhullar 表示,5月12日发表于《进化》期刊上的研究,目标并非设计出一群混血的“恐龙—鸡”或复活恐龙。他提到:“我们从未想过复活真正的恐龙鸡或此类动物。”该研究小组只是希望确定在1.5亿年前,恐龙进化成鸟类时,口部是如何变成鸟嘴的。

恐龙鸡揭示鸟嘴进化

从恐龙到鸟类的过渡是散乱的,鸟类与其食肉恐龙祖先之间没有明显的解剖学上的区别特征。但在鸟类进化的早期阶段,形成恐龙和爬行动物口部的孪生骨骼——前颌骨,长得更长,并连接在一起,形成了现在的鸟喙。“与其他爬行动物口部的两个小骨头不同,它融合成了一个单一结构。”Bhullar说。

为了更好地理解这些骨头是如何开始融合的,Bhullar和哈佛大学进化生物学家Arhat Abzhanov领衔的研究小组分析了鸡和鸸鹋喙部以及短吻鳄、乌龟和蜥蜴口部的胚胎发育,他们推断爬行动物和恐龙的口部也是以相同的方式从前颌骨发育而来的,而相关发育途径在鸟类进化过程中发生了变化。

该研究小组还发现,协调面部发育的两种蛋白质FGF和Wnt,在鸟类与爬行动物胚胎中的表达并不相同。在爬行动物中,这些蛋白质在两个会变成面部的小区域十分活跃。相比之下,这些蛋白质表达在胚胎相同区域的大面积环状带上。Bhullar将FGF和Wnt活性变化假设为鸟喙进化的关键因素。

为了验证该想法,研究小组添加了生化药剂,阻断了鸡蛋中两类蛋白质的活性。他们没有孵化鸡蛋,而是识别了待孵化小鸡的面部特征。这些小鸡要长出喙部的部分覆盖着一层皮肤,因此区别并不明显。Bhullar表示:“只看面部,你会以为它是喙,但看骨骼,你就会很困惑。”

在一些胚胎中,前颌骨部分融合,也有一些两块骨头完全分离且更短。该研究小组制作了小鸡颅骨的数据模型,并发现与未处理的小鸡相比,这些骨头更类似早期鸟类,例如始祖鸟和迅猛龙等。

:侯茜

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