Ученым удалось вывести кур с перьями, как у динозавров

В рамках исследования эволюции перьев ученым удалось временно изменить внешний вид кур, приблизив их оперение к тому, каким оно, вероятно, было у предков динозавров.

Специалисты подавили работу ключевого гена Sonic Hedgehog на стадии эмбрионального развития. Это позволило изменить структуру перьев — они стали напоминать трубчатые протоперья, существовавшие, как предполагается, у динозавров в триасовом периоде около 250 миллионов лет назад. После вылупления у цыплят наблюдалось замедленное развитие оперения и голые участки кожи. Однако спустя несколько недель их перья вернулись к обычному виду, как у других птиц их вида.

Цель эксперимента заключалась в том, чтобы выяснить, когда и как появились перья. Ранее ученые также вносили изменения в ген Sonic Hedgehog, чтобы получить кур с перьями на лапах. Результаты показали, что если развитие чешуек на лапах можно изменить надолго, превратив их в перья, то вмешательство в формирование самого оперения приводит лишь к временным изменениям. По словам профессора Женевского университета Мишеля Милинковича, это свидетельствует о том, что с течением эволюции генная сеть, отвечающая за рост перьев, стала особенно устойчивой и способной компенсировать внешние воздействия.

Несмотря на то, что ученым не удалось создать курицу с полным «динозавроподобным» оперением, исследование помогло лучше понять роль гена Sonic Hedgehog в эволюции перьев. Как отметил соавтор работы, сотрудник Университета Шеффилда Рори Купер, первые перья были простыми трубчатыми наростами, и только в ходе эволюции они приняли разные формы — от мягкого пуха до яркого оперения павлинов.

Для наблюдения за развитием перьев в эмбрионах исследователи впервые применили метод флуоресцентной микроскопии светового листа. Эта технология с помощью лазеров позволяет получать детализированные изображения образцов.

На девятый день развития эмбриона у будущего цыпленка начинают формироваться зачатки перьев — так называемые плакоды. Эти образования напоминают маленькие бугорки и в дальнейшем развиваются в полноценные перья с использованием кератина — того же белка, что содержится в человеческих волосах и ногтях. В этот момент ученые ввели ингибитор, блокирующий работу гена Sonic Hedgehog. В результате рост перьев замедлился, они утратили сложную структуру. Но уже к 17 дню развитие перьев частично восстановилось, а после вылупления цыплята вскоре сменили оперение на нормальное.

Исследование подтвердило, что ген Sonic Hedgehog играет ключевую роль как в преобразовании примитивных перьев в современные, так и в формировании различных видов перьев у птиц.

«Следующая задача — выяснить, как менялись взаимодействия этих генов на ранних этапах эволюции, что позволило перьям появиться у предков динозавров», — отметил Мишель Милинкович.