Als de titel van het artikel je verbaast, weet je dat moderne vogels afstammelingen zijn van primitieve reptielen (grof gezegd). Het is bekend dat de genetica van deze dieren gedurende duizenden jaren is gewijzigd, zodat de schubben geleidelijk in veren veranderden. Alligators hebben in feite de bijzonderheid dat ze deze mechanismen voor de ontwikkeling van het verenkleed bezitten. Hoe zijn ze dan bedekt met schubben?
Evolutie is een van die vakgebieden die even geavanceerd als raadselachtig is, die zich ontwikkelt met de uitbreiding van kennis over genetica, maar op zijn beurt meer vragen dan antwoorden aan het licht brengt. Laten we deze vraag in detail bekijken.
Hoe werden schubben veren?
De eerste vraag die moet worden samengevat, is hoe de schubben van bepaalde reptielen in de loop van de millennia als veren zijn geëindigd. De evolutionaire ontwikkelingsbiologie ontdekte al in de 20e eeuw dat er biochemische mechanismen zijn die worden geactiveerd door genetische signalen die veren in schubben veranderen en vice versa. Dankzij hen hebben vogels veren op hun lichaam en schubben aan hun voeten.
Een paper uit 2018 onthulde dat naast de moleculen waarvan bekend is dat ze schaalveren veroorzaken (retinoïnezuur, β-catenine), er andere veer-naar-schaal-omzetters bestonden. Ze noemden de laatste Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 en Sox18 en induceren een of meer van de regulerende modules die deze morfogenetische gebeurtenissen sturen.
Deze vijf modules leiden tot knopvorming en verlenging van de schubben, vertakking en veren.Elk van hen is verantwoordelijk voor een ander proces en handelt op verschillende momenten van de training. Op deze manier is het resultaat een veer en geen scherpe schubben, veerachtige huid of stekels.
Verenontwikkeling forceren bij een alligator
De genetische mechanismen die de werking van veren-converterende chemische middelen mogelijk maken, dateren van vóór het verschijnen van de veerstructuren zelf. Dit wordt geverifieerd bij alligators en krokodillen, levende fossielen, die deze conversiemechanismen hebben, hoewel ze nooit veren vertonen. Waarom staan ze er dan niet in?
Veel dinosaurusfossielen tonen protoveren, overgangsstructuren tussen de schubben en veren die we tegenwoordig kennen.
De wetenschappers die het bovengenoemde artikel schreven, probeerden de schubben van alligatorembryo's aan te passen om ze in veren te veranderen, en dat is gelukt. Laten we eens kijken hoe ze het deden.
De procedure om een alligator veren te laten krijgen
De hypothese dat schubben door de juiste moleculaire signalen in veren kunnen veranderen, zetten de wetenschappers de juiste moleculaire kanalen aan en uit tijdens de embryonale ontwikkeling. Door genen gerelateerd aan veren van kippen in krokodilleneieren in te brengen, activeerden ze zeer oude mechanismen (evolutionair gesproken) die deze conversie mogelijk maakten.
De 5 criteria genoemd in de studie (Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 en Sox18) moesten worden geactiveerd op verschillende tijdstippen van de embryonale ontwikkeling wat de huid betreft. Door de uitdrukking van de andere twee reeds bekende (retinoïnezuur en β-catenine) te forceren, slaagden ze erin alligators langwerpige schubben te laten ontwikkelen, voorlopers van veren.
Vlokken en veren
Zoals de studie heeft aangetoond, veranderen alligatorschubben niet in veren zoals een schakelaar wordt omgedraaid, maar beide structuren zijn uitersten van hetzelfde spectrum. Binnen deze lijn bevinden zich protoveren, pycnofibers, verhoornde veren en meer.
Voor de vorming van veren die kenmerkend zijn voor vliegende vogels, moeten de dermis en de epidermis met elkaar "communiceren" . Dit komt omdat de chemische signalen van de dermis komen en de epidermis ze moet ontvangen. Dit complexe proces wordt gemedieerd door de 5 moleculaire factoren die in het artikel worden genoemd.
Zoals je kunt zien, is het een zeer complex proces, omdat het de synchronisatie van genetische signalen, specifieke momenten van embryonale ontwikkeling en de aanwezigheid van regulerende mechanismen vereist. Als alles werkt zoals het zou moeten, zouden alligators veren kunnen hebben, maar het vormingsproces van de veren gaat niet vanzelf op die manier.
Vooruitgang in de genetica en de studie van evolutie
Een alligatorembryo zover krijgen dat het veer-precursorschubben ontwikkelt, is op zichzelf niet het doel van het bevolken van de wereld van gevleugelde reptielen. In de studie van de essentie van levende wezens is deze schijnbare prestatie een kleine ontdekking in de stroom van kennis die nodig is om te begrijpen waar we vandaan komen.
Veren zijn structuren die de verovering van de lucht hebben gekatapulteerd door mechanismen van thermoregulatie en verkering. Er v alt nog veel te ontdekken, maar elke stap brengt ons dichter bij het ontrafelen van de raadsels van hoe de wereld de wereld is geworden die we voor onze ogen zien.
