Czy Ptaki Mają Kciuki?

2024 Autor: Daisy Haig | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 03:12

PARYŻ – To pytanie, które spędza sen z powiek biologom: z ewolucyjnego punktu widzenia, czy najgłębszy palec trójzębnego skrzydła ptaka bardziej przypomina kciuk czy palec wskazujący?

Badanie opublikowane online Sunday by Nature mówi, że to po części jedno i drugie.

Okazało się, że komórki macierzyste u ptaków, które normalnie produkują pierwszy palec, obumierają we wczesnych stadiach rozwoju embrionalnego, podczas gdy komórki zaprogramowane do wytwarzania jednostki indeksującej zamiast tego dają wyrostek podobny do kciuka.

Innymi słowy, członek nr 2 przeszedł zmianę tożsamości cyfrowej.

Wszystkie czworonożne zwierzęta z kręgosłupami – kręgowce – mają starożytny wzór pięciu cyfr na kończynę. Ale to nie powstrzymało ewolucji przed wytworzeniem zróżnicowanej liczebnie menażerii do chwytania, drapania i chodzenia.

Dłonie i stopy człowieka i naczelnych mają zwykle po pięć palców u rąk lub u nóg; ptaki mają trzy w skrzydłach i dwa, trzy lub cztery palce na nogach; leniwce dwupalczaste mówią same za siebie.

Węże całkowicie zrzucają kończyny, podczas gdy Pandy mają pięć szponiastych palców i szósty wyrostek podobny do dużego palca, dzięki czemu lepiej chwytają bambusowe łodygi podczas jedzenia.

Ogólnie rzecz biorąc, łatwiej jest stracić cechę poprzez ewolucję niż ją zdobyć.

Podsycana sprzecznymi dowodami debata kwitła od ponad wieku, czy trójdzielne rusztowanie ptasiego skrzydła odpowiada kciukowi, wskazującemu i środkowemu palcowi, czy też wskazującemu, środkowemu i serdecznemu.

Badania paleontologiczne śledzące ptaki od teropodów, które wędrowały po Ziemi dwieście milionów lat temu, faworyzowały hipotezę „jeden-dwa-trzy”.

Wskazówki pochodzące z badania rozwoju embrionów sugerowały jednak, że bardziej prawdopodobny jest scenariusz „dwa-trzy-cztery”.

Pracując z kurczakami, naukowcy z Yale University pod kierownictwem Guntera Wagnera wykorzystali technikę zwaną profilowaniem ekspresji genów, aby rozwiązać zagadkę cyfrową.

Wykazali, że pierwsze cyfry skrzydeł i łapek piskląt pochodzą z tego samego kodu genetycznego, ale w skrzydle cyfra rozwija się z pozycji w zarodku normalnie zarezerwowanej dla indeksu.

„Użyliśmy nowej technologii zwanej sekwencjonowaniem transkryptomu. Jest już od kilku lat i zdarzyło się, że jako pierwsi użyliśmy jej do tego pytania” – powiedział Wagner w e-mailu.

Badanie ujawniło również nową tajemnicę: brak zgodności lub homologii między dwoma pozostałymi palcami zakopanymi w skrzydle ptaka i tymi znajdującymi się w stopie.

W biologii homologia jest podstawowym podobieństwem – między gatunkami lub, w tym przypadku, w obrębie tego samego organizmu – opartym na wspólnym pochodzeniu lub pochodzeniu rozwojowym.

„Chcemy dowiedzieć się, w jaki sposób zdobyli wyjątkową tożsamość” – powiedział Wagner.