Množstvo stavovcov sa vyznačuje šupinami, ostňami, perím alebo vlasmi. Vo všetkých prípadoch ide o kožné štruktúry, ktoré sú síce mimoriadne diverzné, no ako ukázal výskum Ženevskej univerzity, v embryonickom štádiu zdieľajú veľa podobností.
Vedci našli spôsob, ako natrvalo premeniť šupiny na chodidlách sliepok na perie. Dokázali to modifikáciou expresie určitých génov. Štúdia ponúka nový spôsob ako sa pozerať na radikálne evolučné zmeny formy v rámci určitého druhu. Či už hovoríme o ostňoch, šupinách alebo perí, všetky tieto štruktúry vznikajú z buniek, ktoré majú na starosti zhrubnutie kože na špecifických lokalitách. Tieto bunky počas procesu vylučujú špecifické gény, pričom jeden nesie názov „Ježko Sonic“.
Ježko Sonic je gén, ktorý kontroluje signálnu cestu, teda komunikačný systém umožňujúci prenos informácií v bunkách a medzi nimi. Slúži na vytváranie a vývoj rôznych štruktúr tela. Novú štúdiu viedol Michel Milinkovitch. Ten so svojim tímom už v minulosti dokázal, že vlasy, perie a šupiny sú podobné štruktúry, ktoré organizmy zdedili po spoločnom predkovi plazov. Niektoré plemená sliepok, napríklad Brahma alebo Sablepoot sa vyznačujú operenými nohami, no genetické mechanizmy za tým vedci nedokázali úplne pochopiť.
Stačí jedna zmena
V rámci štúdie využili metódu, ktorá im umožnila zvýrazniť cievy vo vajíčku sliepky. Vďaka tomu dokázali do krvného obehu embrya zaviesť molekulu aktivujúcu signálnu cestu génu Ježka Sonica. Autori výskumu zistili, že tento jeden krok stačí k tomu, aby sa začalo vytvárať perie v oblastiach, ktoré by obyčajne pokrývali šupiny. Nové perie je pritom rovnaké ako perie prirodzene pokrývajúce iné časti tela sliepky. Znamená to, že ho telo automaticky nahradzuje dospelým perím.
Signálna cesta génu sa zapne okamžite po injekcii molekuly. Vedci týmto pokusom potvrdili, že táto signálna cesta riadi konverziu šupín na perie. Autori štúdie dokázali, že evolučný „skok“ medzi šupinami a perím nie je vôbec skokom v tradičnom zmysle slova. Medzi perím a šupinami neexistujú veľké zmeny v zložení genómu a genetickej expresie. Stačí zmena v expresii jedného génu, ktorá vyvolá kaskádu ďalších vývojových zmien. Tie nakoniec povedú ku vzniku peria v oblastiach, ktoré by za iných okolností pokrývali šupiny.
A team from @unige_en shows how specifically modifying #gene expression causes #feathers to replace #scales in the #chicken. @LANEVOL @genevunige https://t.co/FEIJc1RSKG pic.twitter.com/F9FR4G43l9
— UNIGE_en (@unige_en) May 19, 2023
Vedci vysvetľujú, že ich práca je základom k pochopeniu evolúcie života na planéte, ktorá je stále pre nás z veľkej časti záhadou. Nemusíme cestovať ďaleko za obrovskou diverzitou života a vedci pomaly začínajú chápať evolučné mechanizmy, ktoré za touto diverzitou môžu stáť. V práci autori štúdie nekončia a v budúcnosti sa pokúsia o viac podobných pokusov. Veria, že sa im postupne podarí objaviť ešte viac evolučných podobností medzi jednotlivými živočíšnymi formami.
