Американские генетики превратили чешую крокодила в перья - «Наука»

© Julius T. Csotonyi 2017 / Xu, Currie, Pittman et al. 2017Реконструкция облика Jianianhualong tengi, динозавра с птичьими перьями

МОСКВА, 22 ноя – Новости Дня. Ученые из США создали своеобразный аналог "уткодила", мифического крокодила с перьями, поменяв работу части ключевых генов, отвечающих за формирование чешуек у этих ящеров, говорится в статье, опубликованной в журнале Molecular Biology and Evolution.

Генетики впервые вырастили цыпленка с ногами динозавра"Теперь у нас есть потенциальное "потерянное звено" эволюции динозавров и птиц, молекулярно-генетическое объяснение того, как их предки потеряли чешую и обзавелись перьями. Наши наблюдения показывают, что сильные и слабые изменения в уровне активности генов, управляющих ростом чешуек, совершенно по-разному влияют на изменения в их форме и облике, что говорит о том, что чешуйки действительно могли быть "предками" перьев", — заявил Чен-Мин Чун (Cheng-Ming Choung) из университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

В последние годы многие известные палеонтологи, такие как Джек Хорнер (Jack Horner), и целый ряд генетиков активно работают над созданием "курицезавра", пытаясь превратить обычных современных пернатых в некое подобие динозавров. Несмотря на кажущийся фантастический характер этой задачи, в последние пять лет биологи достигли потрясающих успехов на этом поприще.

К примеру, недавно им удалось превратить клюв зародыша цыпленка в структуру, похожую на зубастую челюсть динозавра, вернуть "курицезавру" ноги типичного ящера мезозойской эры, а также "воскресить" множество других черт древних ящеров. Остается решить лишь несколько крупных задач – вернуть будущей "рептилии" хвост и заставить ее отрастить чешую вместо перьев.

Чун и его коллеги сделали первый шаг к решению этой проблемы, открыв набор генов, управляющих процессом роста чешуек у крокодилов, и модифицировав их таким образом, что они начали превращаться в некое подобие перьев.

"Курицезавр" помог ученым выяснить, как возник клюв у птиц

Как объясняет генетик, ученые достаточно давно считают, что перья древних рептилий возникли в результате мутаций в генах, отвечающих за формирование чешуи, однако никаких доказательств этого, в силу отсутствия окаменелых останков "потерянных звеньев" эволюции, у них не было. Некоторые палеонтологи даже считали, что перья могли возникнуть в результате изменений в работе каких-то других кожных структур, позже полностью заменивших чешуйки.

Ученые попытались проверить эти теории, изучив то, какие гены были наиболее активны в будущих клетках кожи в зародышах цыплят и аллигаторов, и выделив несколько интересных участков в ДНК птиц, которые работают совсем не так, как у их древних родичей. Открыв эти гены, Чун и его коллеги задумались о том, что произойдет, если поменять их аналогичным образом в геноме крокодила.

Включая каждый из этих генов в ДНК зародышей, ученые наблюдали за изменениями в форме будущей чешуи ящеров, отмечая те участки генома, которые делали ее более похожей на перья. В результате этого биологам удалось найти пять генов – Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 и Sox18 – мутации в которых делали чешую аллигаторов похожей или на пух и примитивный перьевой покров древних динозавров, или на перья современных птиц.

Генетики выяснили, как змеи лишились ног во времена динозавров

Каждый из этих генов, как отмечают ученые, играет свою собственную роль в этом процессе. К примеру, Sox2 подавляет формирование чешуек и отвечает за работу перьевых луковиц, а Grem-1 заставляет перья ветвиться и приобретать бородки. Другие участки, такие как Sox18, управляют развитием общего облика пера и они возникли, как считают генетики, на последних этапах эволюции общих предков пернатых динозавров и птиц.

Изучение этих генов, как надеется Чун, поможет его команде решить две задачи – понять, как и зачем появились перья у динозавров, и создать своеобразного "пернатого дракона" из древнекитайских легенд, восточную версию "курицезавра" Хорнера или "уткодила" креационистов.