Зачем аллигатору вырастили перья?

16.12.2017, 01:43,
Живая природа

Просмотров: 945

Ученые определили гены, которые участвуют в формировании чешуи у рептилий и перьев у птиц. Эти знания позволили с помощью генетических манипуляций вырастить эмбрионы аллигатора с измененными внешними покровами. Статья с результатами опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.

Несмотря на большие внешние различия, рептилии — это ближайшие ныне живущие родственники птиц. Их общий предок — архозавры, от которых также произошли динозавры. За последние годы было найдено немало окаменелостей частично или полностью оперенных динозавров. Чтобы объяснить, как такие протоперья появились, ученые выдвинули несколько гипотез, в том числе опирающиеся на терморегуляцию и половой отбор, однако точные молекулярные механизмы их появления были неизвестны.

«Теперь у нас есть потенциальное молекулярное объяснение гипотетическим "пропущенным звеньям" перехода от чешуи к перьям, — говорит руководитель проводившего работу коллектива Чэн-Мин Чоунг из Университета Южной Калифорнии. — Наши результаты показывают, что различные воздействия приводят к переходу от чешуи к перьям на разных уровнях, что указывает на то, что чешуйки при необходимом молекулярном сигнале потенциально могут превращаться в перья».

Чтобы определить конкретные различия в ключевых генах и уровнях их экспрессии, авторы провели полный транскриптомный и геномный анализы развивающихся эмбрионов курицы и аллигатора. Затем они внесли недостающие гены перьев в зародыши аллигатора. В результате удалось определить пять основных морфологических факторов перьев: формирования локализованных областей роста, выпячивание фолликулов со стволовыми клетками, ветвление эпителия, дифференциация кератина перьев и формирование дермальных сосочков. За формирование этих признаков, помимо известных веществ, таких как ретиноевая кислота и бета-каротин, оказались ответственны белки, кодируемые генами Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 и Sox18.

Пернатые динозавры оказались пушистыми и четырехкрылыми

Биологи из Великобритании и США в ходе исследования получили новые сведения о строении перьев динозавров, что позволяет точнее представить, как выглядели пернатые динозавры. Результаты работы опубликованы в журнале Paleontology.

Авторы исследования изучили очень хорошо сохранившиеся останки динозавра рода анхиорнис (Anchiornis) — небольшого животного, от которого, как считается, могли произойти современные птицы. Окаменевшие перья анхиорниосов ученые сравнили с перьями других динозавров и вымерших птиц. Оказалось, что у их перьев в современной природе нет аналогов: у них был короткий стержень и длинные, не сцепленные в пластинку опахала бородки.

По мнению исследователей, динозавры с такими перьями должны были выглядеть пушистыми по сравнению с современными птицами, у которых сцепленные бородки образуют плотную поверхность опахала. Возможно, более рыхлые перья анхиорнисов хуже сохраняли тепло и отталкивали воду, чем перья птиц, и создавали большее сопротивление воздуха, когда животные планировали.

Динозавры отличались от современных птиц еще и тем, что фактически у них было четыре крыла: длинные перья покрывали также их ноги.

Знаменитые монстры вроде тираннозавров и велоцирапторов, вероятнее всего, не похожи на монстров из нашего воображения и уж точно вели себя по-другому. У многих из нас в детском возрасте, и я говорю за себя абсолютно искренне, был тяжелый период любви к динозаврам. И вот теперь выясняется, что многое из того, что я знал, было неправдой. Оказывается, современный научный взгляд на эти вещи на шаг обходит популярный образ динозавров.

До «возрождения динозавров» конца 60-х годов динозавры всегда изображались как вялые и жвачные. Но эксперты поняли, что динозавры вели активный образ жизни и постепенно довели это до широкой публики — в том числе и с помощью «Парка Юрского периода» 1993 года.

За последние два десятилетия мы стали свидетелями еще одной крупной революции в наших представлениях о динозаврах, благодаря новым окаменелостям из Китая и достижениям в области технологий. Но большинство этих выводов никак не повлияли на расхожее представление о динозаврах. И сейчас я понимаю, как сильно образы легендарных динозавров въелись в мою память — с детства. Это как считать Плутон планетой Солнечной системы.

Но теперь вы можете и не узнать этих динозавров.

Давайте начнем с идеи, о которой многие слышали, но немногие приняли: у некоторых динозавров были перья. Не просто пару перышков тут и там, а полностью покрытое перьями тело.

Уже в 1980-е годы некоторые палеонтологи начали подозревать, что динозавры-то пернатые, оказывается, твари. Все чаще находили окаменелости примитивных дромеозаврид — семейства, к которому принадлежит велоцираптор (Velociraptor) — с полностью оперенными крыльями. Тем не менее живописания этого культового хищника оставались довольно традиционными.

Все изменилось в 2007 году, когда американские ученые обнаружили бугорки для перьев на кости предплечья ископаемого велоцираптора. Эти бугорки находятся там, где крепится перо, и предоставляют убедительные доказательства в пользу пернатых и похожих на птиц велоцирапторов.

Те динозавры размером с человека, которых показывали в «Парке Юрского периода», не имели ничего общего со своими настоящими предками.

«Если бы животные вроде велоцираптора были живы сегодня, мы сразу бы решили, что они похожи на необычных птиц», — говорит Марк Норелл из Американского музея естественной истории. И это отражается не только в перьях: настоящие велоцирапторы были размером с индюшек.

Майкл Крайтон, автор оригинального романа «Парк Юрского периода», создавал своих «рапторов» по образу более крупных дейнонихов (Deinonychus). И, по всей видимости, намеренно назвал их неправильно, поскольку ему показалось, что «велоцираптор» звучит более драматично.

Археоптерикс широко считается «пропавшим звеном» между динозаврами и птицами. Этот загадочный статус привлек к ним очень много внимания, и не только положительного.

Обвинения в подделке преследуют окаменелости археоптериксов много лет, как правило, от людей, которым не нравится настолько четкое доказательство эволюции.

На самом деле, новые исследования показывают, что археоптериксы могут и не быть пропавшим звеном, но явно не по причинам, продвигаемым противниками эволюции. После открытия очень похожего на археоптерикса динозавра в Китае, ученые предположили, что знаменитый птичий предок мог на самом деле предшествовать небольшим хищным динозаврам вроде велоцирапторов. С тех пор эта версия оспаривается.

Даже если считать археоптерикса первой птицей, этот ярлык не соответствует действительности. «Принципиально невозможно провести черту на эволюционном дереве между динозаврами и птицами», говорит Стив Брусатте из Университета Эдинбурга в Великобритании, соавтор работы 2014 года, исследующий эволюцию первых птиц.

Все указывает на то, что не было никакого недостающего звена между птицами и динозаврами, а только постепенный переход с участием множества пернатых промежуточных видов.

Этот вечный противник тираннозавра и излюбленная модель для пластиковых фигурок — кто не любит трицератопса?

Поэтому когда в 2009 году Джон Сканнелла и Джон Хорнер опубликовали работу, в которой предположили, что трицератопс был просто ювенильной версией более крупного, но менее известного торозавра (Torosaurus), на них обрушились волны ненависти, а после пришло разочарование. Был изобретен хэштег #TriceraFAIL. Люди решили, что их любимого динозавра просто выдумали.

Но все было не так. Очень скоро комментаторы стали указывать на то, что трицератопсов нашли раньше, так что если и стоит кого убирать, то это торозавров. Но урок оказался очень важным. Наши знания о динозаврах зачастую основаны на скудных окаменелостях, так что даже известные виды претерпевают изменения.

Бронтозавр получил свое имя в честь архетипических зауропод: огромных, неуклюжих травоядных с длинными шеями. Но в течение сотни лет ученые были уверены, что этот динозавр никогда не существовал.

Скелет, который впервые был представлен как бронтозавр, остался от апатозавра с черепом камарозавра.

Однако в 2015 году группа ученых представила анализ, демонстрирующий существенные различия между оригинальным бронтозавром и ископаемым апатозавром, предполагая, что род бронтозавров должен быть воскрешен.

Ключевой отличительный фактор, говорит команда, это размер. В семье гигантских рептилий апатозавр был огроменным.

Некоторые ученые определенно выгораживали тираннозавра. После десятилетий оправданий, мол, что это был смиренный поедатель травы, а не свирепый хищник из популярного представления, теперь эта ящерица переживает очередной кризис идентичности.

По мере того, как пернатая революция охватывала палеонтологию, эксперты начали задумываться и над родом Tyrannosaurus. Конечно, разве мог самый харизматичный хищник всех времен быть пернатым?

Ни грамма оперения не было обнаружено в свыше 50 останков T. rex по всей Северной Америке. Но вместе с раскопками в Китае потянулись очень и очень интересные намеки.

В 2004 году нашли примитивного тираннозавроида с покрытием из перьев, подобных тем, которые были у других небольших хищных динозавров. За этим последовало открытие Yutyrannus в 2012 году — что означает «пернатый тиран». Этот гигантский хищник был в тесном родстве с T. rex, и не только по части размеров. Он был покрыт длинными перьями.

Эти данные свидетельствуют о том, что на самого известного хищника всех времен нужно взглянуть по-другому. Вопрос в том, был ли пернатый тираннозавр не таким страшным, как ревущий и пожирающий юристов монстр, которого мы все так любим?

Этот пункт не совсем считается, поскольку птерозавры не были динозаврами: факт, который периодически упускают из вида.

Многие из нас знакомы с названием «птеродактиль». Но под этим названием скрывается много групп летающих рептилий, которые коллективно называются «птерозаврами». И эта группа была просто огромной.

На одном конце спектра мы находим немиколоптеруса, крошечного птерозавра с размахом крыльев в 25 сантиметров (10 дюймов). Есть и твари покрупнее: аждархиды. Когда они расправляли крылья, их размах был колоссальных 10 метров. Если так судить, они были крупнейшими летающими животными всех времен.