Птицы взлетают благодаря Sonic hedgehog

Перья — удивительное эволюционное новшество, позволившее птицам покорить небо. Исследование под руководством Мэттью Тауэрса (Университет Шеффилда, Великобритания) и Мариан Рос (Университет Кантабрии, Испания), опубликованное в журнале Development, показывает, что идентичность маховых перьев формируется благодаря сигнальной молекуле Sonic hedgehog (Shh). Эта молекула хорошо известна своей ролью в придании разной идентичности пальцам конечности (например, делая ваш большой палец отличным от мизинца). Полученные данные позволяют предположить, что в ходе эволюции полёта птиц был заимствован уже существовавший механизм определения идентичности пальцев.

В исследовании, где первым автором выступила Лара Басби, использовались эмбрионы цыплят. Учёные обнаружили, что Shh необходима на самых ранних стадиях развития крыла для формирования у взрослой птицы маховых перьев. Они также определили набор генов, вероятно, участвующих в этом процессе.

Ключевым открытием стало то, что Shh работает в определённой временной последовательности, задавая различную идентичность маховых перьев, — аналогично тому, как она определяет идентичность разных пальцев. Это сходство указывает на то, что в ходе эволюции сеть генов, определяющая идентичность пальцев, была заимствована для развития маховых перьев.

Доктор Тауэрс отметил: «Маховые перья — одно из важнейших эволюционных приспособлений, позволивших птицам подняться в воздух. Наши неожиданные результаты, показывающие, что пальцы и маховые перья имеют поразительно схожие программы развития, дают важное представление о том, как крыло птицы эволюционировало для осуществления полёта».

Исследователи планируют продолжить работу, чтобы понять, как раннее воздействие Shh на клетки зачатка крыла эмбриона цыпленка «запоминается» и позволяет сформироваться маховым перьям на гораздо более поздней стадии развития.