En perturbant un gène clé, les scientifiques ont fait des plumes de poulet plus dinosaures – mais les résultats n’ont pas duré.
Dans une nouvelle étude, les chercheurs ont inhibé un gène pendant le développement embryonnaire pour rendre les plumes de poulet plus primitives, comme le type de proto-plumes de proto-tube simple qui ont probablement émergé pour la première fois dans les ancêtres des dinosaures au début du Trias il y a 250 millions d’années.
Ils ont réussi – mais seulement temporairement. Les poulets ont montré un développement retardé des plumes et des taches nues à l’éclosion, mais en quelques semaines, leur plumage ressemblait à n’importe quelle autre volaille.
L’étude fait partie d’un effort plus large pour apprendre comment et pourquoi les plumes ont d’abord évolué. Les chercheurs avaient déjà modifié le même gène pour Tourner les pieds de poulet écailleux plumesmais faire demi-tour sur l’évolution des plumes s’est avéré plus difficile.
« Nos expériences montrent que si une perturbation transitoire dans le développement d’échelles de pied peut les transformer en permanence en plumes, il est beaucoup plus difficile de perturber définitivement le développement des plumes », a déclaré l’auteur principal de l’étude Michel Milinkovitchprofesseur de génétique et d’évolution à l’Université de Genève, a déclaré dans un déclaration. « De toute évidence, au cours de l’évolution, le réseau de gènes en interaction est devenu extrêmement robuste, assurant le développement approprié des plumes même sous des perturbations génétiques ou environnementales substantielles. »
Ce n’est pas parce que les chercheurs n’ont pas fabriqué de poulets à plumes de dino en permanence, cela ne signifie pas que l’étude était un échec. Milinkovitch et son co-auteur Rory Coopermaintenant chercheur à l’Université de Sheffield au Royaume-Uni, a montré comment un gène particulier, le nom de fantaisie « nommé »Gene de sonore hérisson « est important dans l’évolution des plumes. En perturbant ce gène, les chercheurs ont pu perturber temporairement la formation de plumes.
Les premières plumes n’étaient pas les caractéristiques ramifiées compliquées observées sur les oiseaux aujourd’hui. C’étaient des tubules simples, en forme de minuscules pailles à boire. Pour découvrir comment l’évolution a tout construit, de Doft Down aux plumes de paon criardes de ces tubes simples, Milinkovitch et Cooper ont d’abord utilisé une technique appelée microscopie à fluorescence de feuille légère pour examiner le développement de plumes de poulet dans l’œuf. Cette méthode utilise des lasers pour image des tranches minces d’un échantillon.
Les plumes commencent à se développer chez les poulets embryonnaires neuf jours après la ponction de l’œuf. Premièrement, des taches épais appelées placodes apparaissent partout dans le poulet en développement, ont observé les chercheurs. Ensuite, ces placodes cultivent des bourgeons de plumes, qui se transforment progressivement en la forme de plumes ramifiées familières à l’aide de la kératine, la même protéine trouvée dans les cheveux humains et les ongles. Le gène du hérisson sonore, qui est bien connu pour guider le développement embryonnaire chez les espèces animales, joue un rôle dans toutes ces étapes.
Ensuite, les chercheurs ont injecté un inhibiteur du gène du hérisson sonore en œufs le neuvième jour de développement pour voir ce qui se passerait. En quelques jours, la croissance du bourgeon de plumes était ralentie. L’inhibiteur a également réduit le modèle de ramification complexe qui se développe à mesure que les plumes mûrissent sur l’embryon.
Au jour 17 du développement, cependant, la croissance des plumes s’était partiellement rétablie à mesure que l’inhibition du gène du hérisson sonore s’était porté. Les poulets qui ont été autorisés à écloser avaient des plumes inégales, avec des taches nues et d’autres endroits où des plumes douces et en bas s’étaient formées, mais ils n’avaient pas de plumes extérieures avec un « Rachis » central, la structure de la plume distinctive dans les plumes. Au 49e jour de la vie, cependant, ces poulets ont muet et les nouvelles plumes qui sont entrées se sont développées normalement.
Les études montrent que le gène sonore du hérisson a été impliqué à la fois dans l’évolution des proto-plumes en plumes d’aujourd’hui, ainsi que dans la diversification des plumes en différentes formes et tailles à travers les espèces, les chercheurs ont rapporté le 19 mars dans la revue Biologie PLOS.
« Le grand défi maintenant », a déclaré Milinkovitch, « est de comprendre comment ces interactions génétiques ont changé pour permettre l’émergence de protofes au début de l’évolution des dinosaures. »
