Para ilmuwan mengungkapkan peran kunci gen spesifik dalam pengembangan bulu,
Memberikan wawasan tentang evolusi mereka dari dinosaurus.
Bulu-bulu, penting untuk termoregulasi, penerbangan, dan komunikasi pada burung, berasal dari pelengkap sederhana yang dikenal sebagai proto-bulu, yang hadir dalam dinosaurus tertentu. Dengan mempelajari pengembangan embrionik ayam, dua peneliti dari Universitas Jenewa telah mengungkap peran kunci jalur pensinyalan molekuler (jalur Shh) dalam formasi mereka. Penelitian ini, diterbitkan dalam jurnal PLOS Biologimemberikan wawasan baru tentang mekanisme morfogenetik yang menyebabkan diversifikasi bulu di seluruh evolusi.
Bulu adalah salah satu pelengkap kulit paling kompleks di kerajaan hewan. Sementara asal evolusi mereka telah diperdebatkan secara luas, penemuan paleontologis dan studi biologi perkembangan menunjukkan bahwa bulu berevolusi dari struktur sederhana yang dikenal sebagai proto-bulu. Struktur primitif ini, terdiri dari filamen tubular tunggal, muncul sekitar 200 juta tahun yang lalu di dinosaurus tertentu. Ahli paleontologi terus membahas kemungkinan kehadiran mereka yang lebih awal di leluhur bersama dinosaurus dan pterosaurus (vertebrata terbang pertama dengan sayap membran) sekitar 240 juta tahun yang lalu.
Munculnya proto-bulu kemungkinan menandai langkah kunci pertama dalam evolusi bulu.
Proto-bulu adalah filamen silindris sederhana. Mereka berbeda dari bulu modern dengan tidak adanya duri dan barbules, dan karena kurangnya folikel-invaginasi di pangkalan mereka. Munculnya bulu proto kemungkinan menandai langkah kunci pertama dalam evolusi bulu, awalnya memberikan isolasi dan ornamen termal sebelum secara progresif dimodifikasi di bawah seleksi alam untuk menimbulkan struktur yang lebih kompleks yang memungkinkan penerbangan.
Laboratorium Michel Milinkovitch, profesor di Departemen Genetika dan Evolusi di Fakultas Sains di Universitas Jenewa, mempelajari peran jalur pensinyalan molekuler (sistem komunikasi yang mentransmisikan pesan di dalam dan di antara sel -sel), seperti jalur sonik landak (SHH), dalam pengembangan embrionik skala, rambut, dan feather sonic. Dalam penelitian sebelumnya, para ilmuwan Swiss merangsang jalur SHH dengan menyuntikkan molekul pengaktif ke dalam pembuluh darah embrio ayam dan mengamati transformasi skala yang lengkap dan permanen menjadi bulu di kaki burung.
Menciptakan kembali dinosaurus proto-bulu pertama
'' Karena jalur SHH memainkan peran penting dalam pengembangan bulu, kami ingin mengamati apa yang terjadi ketika dihambat, '' jelas Rory Cooper, seorang peneliti postdoctoral di laboratorium Michel Milinkovitch dan rekan penulis penelitian. Dengan menyuntikkan molekul yang menghalangi jalur pensinyalan SHH pada hari ke -9 perkembangan embrionik – tepat sebelum tunas bulu muncul di sayap – kedua peneliti mengamati pembentukan tunas yang tidak bercabang dan tidak diinvaginasi, menyerupai tahap awal yang diduga dari proto -bulu.
Namun, dari hari ke -14 perkembangan embrionik, morfogenesis bulu yang sebagian pulih. Selain itu, meskipun anak -anak ayam menetas dengan bercak kulit telanjang, folikel subkutan yang tidak aktif diaktifkan kembali secara mandiri, akhirnya memproduksi ayam dengan bulu normal.
'' Eksperimen kami menunjukkan bahwa sementara gangguan sementara dalam pengembangan skala kaki dapat secara permanen mengubahnya menjadi bulu, jauh lebih sulit untuk secara permanen mengganggu pengembangan bulu itu sendiri, '' menyimpulkan Michel Milinkovitch. '' Jelas, selama evolusi, jaringan gen yang berinteraksi telah menjadi sangat kuat, memastikan perkembangan yang tepat di luar gangguan genetik atau lingkungan yang substansial. Tantangan besar sekarang adalah untuk memahami bagaimana interaksi genetik berkembang untuk memungkinkan munculnya hal-hal baru morfologis seperti proto-bulu. ''
