Пять пальцев наших пернатых друзей: новые данные об эволюции крыльев птиц
Существует противоречие в идентификации трех пальцев на крыле птиц.
- Эмбриологические данные указывают, что это указательный, средний и безымянный пальцы (II, III, IV), так как первым развивается палец на стороне мизинца (задний), а зачаток большого пальца (I) появляется, но затем исчезает.
- Палеонтологические и генетические данные свидетельствуют, что это большой, указательный и средний пальцы (I, II, III). Пальцы древнейшей птицы Archaeopteryx похожи на пальцы динозавра Deinonychus, у которого в эволюции редуцировались два задних пальца. Кроме того, гены, активные в первом пальце птицы, соответствуют генам развивающегося большого пальца у других животных.
Три основные теории для разрешения этого противоречия не могли объяснить все данные.
Новая гипотеза предлагает молекулярно-биомеханическое объяснение. Ключевую роль играет сигнальный белок Sonic Hedgehog, концентрация которого выше на стороне мизинца и уменьшается в сторону большого пальца, определяя фенотип будущего пальца.
Согласно гипотезе:
- В эволюции динозавров произошла редукция мизинца (V) и частичная редукция безымянного пальца (IV).
- Поскольку центральные пальцы редуцировать сложнее, чем крайние, редуцировался также большой палец (I).
- Это освободило переднюю область, куда сместились зачатки других пальцев. В новой позиции они подверглись действию более низкой концентрации Sonic Hedgehog (как на передней стороне), что привело к развитию у них фенотипа большого, указательного и среднего пальцев (I, II, III), хотя по происхождению это указательный, средний и безымянный пальцы (II, III, IV).
Таким образом, гипотеза объясняет, почему пальцы птиц имеют форму передних пальцев, но являются центральными, и согласуется с палеонтологическими и генетическими данными.