应该是一只鸡 怎么长着恐龙脸?

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6500万年前,据信有一颗小行星撞击地球,巨大的冲击力导致大量物种灭绝,其中就包括了几乎所有种类的恐龙。

其中有一个种群的恐龙在那次灾难中幸存,那就是我们今天所知道的鸟类。

鸟类是从恐龙进化而来的观点发端于19世纪。当时科学家们发现了一种名为始祖鸟的早期鸟类化石。始祖鸟长有翅膀和羽毛,但看起来依然很像恐龙。后来发现的化石看起来更相似。

但这些早期鸟类和今天的鸟类看起来不太一样。尤其是它们像恐龙祖先一样,长着鼻子,而不是喙。

Image caption 迅猛龙是一种长有羽毛的小型目兽脚亚目恐龙(图片来源:Sabena Blackbird/Alamy)

为了弄清楚恐龙是如何进化成鸟类的,一支科研团队对形成鸡喙的分子过程(molecular processes)进行了研究。

通过实验,他们成功地培育出一个长着与迅猛龙那种小型带羽恐龙类似的鼻子和腭的小鸡胚胎。研究结果发表在《进化》期刊上。

该团队的实验目的是要揭示鸟喙是如何进化而来的,因为喙是鸟类身体的重要组成部分。喙对鸟类的生存繁衍至关重要;一万多种鸟类有着各不相同的栖息地,其中很多鸟类依靠十分特别的喙而存活。

Image caption 1861年,首块始祖鸟化石被发现。(图片来源:Age fotostock/Alamy)

该研究报告的主要作者马哈特-安阳·布拉(Bhart-Anjan Bhullar)和阿哈特·艾比汉诺夫(Arhat Abzhanov)分别就职于耶鲁大学和哈佛大学。他们声称自己并不打算制造“恐龙鸡”。

布拉说,“当你研究一项重要的进化转变时,你一定想弄明白背后的机制。”

在鸟类骨骼结构中,喙也是“形态最多样”的一个,布拉说道。

尽管喙非常多样化 — 从火烈鸟到鹈鹕,它们的喙各不相同 — 却很少有人研究过“喙到底是什么”,他这样补充道。

“我想从骨骼角度、功能角度了解喙究竟是什么,以及从一个普通的脊椎动物的鼻子变为鸟类特有的结构,这样重大的转变是在什么时候发生的。”

Image caption 鸡是恐龙的远方亲戚。 (FL Collection/Alamy)

为了解清楚这些问题,该团队对基因在鸡和其他几种动物胚胎中的表现形式的变化进行了研究。他们选取了几个主要动物种类的代表,分别分析了老鼠、鸸鹋、短吻鳄、蜥蜴和乌龟的胚胎样本。

他们发现与没有喙的生物相比,鸟类拥有一个独特的与面部形成有关的基因簇。

科学家摘除了这些基因后,该胚胎的喙部组织和位于嘴巴上方的腭骨都恢复到与其祖先相同的状态。

Image caption 控制鸡的胚胎,改变鸡的胚胎和短吻鳄胚胎

控制鸡的胚胎,改变鸡的胚胎和短吻鳄胚胎

为了实现这样的基因转变,布拉和他的同事们将影响喙部发育的蛋白质隔离出来,并用涂了抑制性物质的小珠子抑制其发展。

当蛋壳内胚胎骨骼开始发育时,它们长出了短短的圆形骨头,而不是鸟类那种狭长型骨头。

“通过对早期蛋白质施加影响,实际上改变了基因表达,”布拉补充道。

英国布里斯托大学(Bristol University)的迈克尔·本顿(Michael Benton)说,这项研究强调喙的发育和鼻子非常不同,是通过不同的基因实现的。“那就说明喙确实是进化的产物,而不只是与常规形状稍有不同的鼻子。”

Image caption 鸟喙有各种不同的形状和大小。(图片来源:John Warburton-Lee/Alamy)

本顿称,从鼻到喙的进化发生在始祖鸟出现之后的四千万到五千万年间。

目前布拉并不准备孵化这批长了鼻子的小鸡,也没有申请到生命科学伦理道德监管当局的批准。但他相信如果孵化出来,它们也能够很好地存活。

“其实改编并不大,”布拉说。“它们远没有那些热衷于研究鸡的爱好者和饲养员培育出来的鸡那么怪异。

“除了鼻子,其他部位看起来都没问题,但从伦理角度而言,必须慎重。”

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(责编:郱书)

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