Dinohöyhenillä varustettuja kanoja: hämmästyttävä geneettinen kokemus 🐔

Tieteilijät ovat onnistuneet muokkaamaan geneettisesti kanoja niin, että niiden höyhenet muistuttavat enemmän dinosaurusten höyheniä.

Tämä tutkimus on osa laajempaa pyrkimystä ymmärtää, miten ja miksi höyhenet ovat kehittyneet. Tutkijat olivat aiemmin muokanneet samaa geeniä muuttaakseen kanojen jalkojen suomut höyheniksi, mutta höyhenten evoluution kääntäminen on osoittautunut vaikeammaksi.


Yksi geeni, nimeltään 'Sonic Hedgehog', näyttelee keskeistä roolia alkionkehityksessä. Häiritsemällä tätä geeniä tutkijat pystyivät tilapäisesti häiritsemään höyhenten muodostumista, paljastaen näin sen merkityksen evoluutiossa.

Ensimmäiset höyhenet eivät olleet nykyään lintujen nähtävissä olevia haarautuneita rakenteita. Ne olivat yksinkertaisia putkia, jotka muistuttivat pieniä pillereitä. Ymmärtääkseen, miten evoluutio on rakentanut kaiken pehmeistä untuvista näyttäviin riikinkukon höyheniin näistä yksinkertaisista putkista, tutkijat käyttivät tekniikkaa, jota kutsutaan valofluoresenssimikroskopiaksi.

Höyhenet alkavat kehittyä kanan alkioissa yhdeksän päivää munan munimisen jälkeen. Tutkijat havaitsivat, että paksut läiskät, joita kutsutaan plakoodeiksi, ilmestyvät ensin kehittyvään kanalaan. Tämän jälkeen nämä plakoidit kehittyvät höyhenpungiksi, jotka vähitellen muuntuvat höyhenten tutuille haarautuneille muodoille keratiinin avulla.

Tutkijat injektoivat Sonic Hedgehog -geenin estäjää munien yhdeksäntenä kehityspäivänä havaitaakseen vaikutukset. Muutaman päivän kuluttua höyhenpungasten kasvu hidastui. Estäjä vähensi myös haarautumismallia, joka kehittyy höyhenten kypsyessä alkiossa.


Kuitenkin kehityksen 17. päivänä höyhenten kasvu oli osittain palautunut, kun Sonic Hedgehog -geenin estäminen heikkeni. Kuoriutuneilla kanoilla oli epätasaisia höyheniä, joissa oli paljaita alueita ja muita, joissa oli muodostunut pehmeitä ja untuvaisia höyheniä, mutta niiltä puuttui ulkoiset höyhenet, joissa oli keskeinen 'rachis', höyhenten erottuva rakenne. Elämän 49. päivänä nämä kanat kuitenkin sulivat, ja uudet höyhenet, jotka ilmestyivät, kehittyivät normaalisti.

Mikä on Sonic Hedgehog -geeni?

Sonic Hedgehog -geeni on keskeinen geeni eläinten, mukaan lukien ihmisten, alkionkehityksessä. Se näyttelee roolia raajojen, keskushermoston ja muiden kehon rakenteiden muodostumisessa.

Videopelihahmo Sonic the Hedgehogin mukaan nimetty geeni on mukana solusignaaloinnissa, prosessissa, joka mahdollistaa solujen viestinnän keskenään kehityksensä koordinoimiseksi.

Kanoja koskevassa tutkimuksessa Sonic Hedgehog -geeni on tunnistettu keskeiseksi toimijaksi höyhenten kehityksessä. Häiritsemällä tätä geeniä tutkijat pystyivät havaitsemaan muutoksia höyhenten muodostumisessa, mikä antoi vihjeitä höyhenten evoluutiosta dinosauruksista nykylintuihin.

Tämä tutkimus korostaa geenien merkitystä fyysisten ominaisuuksien evoluutiossa ja avaa tietä tuleville tutkimuksille lajien evoluutiosta.

Kuinka höyhenet ovat kehittyneet?

Höyhenet ovat lintujen erottuva piirre, mutta niiden alkuperä juontaa juurensa dinosauruksiin. Ensimmäiset höyhenet olivat yksinkertaisia, putkimaisia, ja ne ovat kehittyneet nykyisiksi rakenteiksi, joita näemme tänään.

Tieteilijät uskovat, että höyhenet ovat alun perin kehittyneet lämmöneristykseen, ennen kuin ne alkoivat näytellä roolia lennossa ja parittelunäytöksissä. Tämä evoluutio on ollut mahdollista geneettisten ja ympäristötekijöiden muutosten myötä miljoonien vuosien aikana.

Tutkimus kanoista on auttanut ymmärtämään paremmin, miten geenit vaikuttavat höyhenten kehitykseen. Häiritsemällä Sonic Hedgehog -geeniä tutkijat pystyivät havaitsemaan muutoksia höyhenten muodostumisessa, mikä antoi vihjeitä höyhenten evoluutiosta dinosauruksista nykylintuihin.

Tämä tutkimus edistää ymmärrystämme lajien evoluutiosta ja siitä, miten fyysiset ominaisuudet voivat muuttua ajan myötä.