@ 2017.01.14 , 18:00
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鸟类是如何失去铅笔的

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问:鸡鸡为什么没有小铅笔呢?答:因为它们在蛋里就注定不会有铅笔。

新的研究揭示了为什么大多数鸟类在进化过程中都是去了外部生殖器,科学家们发现一种特殊的蛋白质会将鸡、鹌鹑等大多数鸟类的铅笔发育扼杀在萌芽状态。该研究已经于6月6号发表在《Current Biology》杂志上了。

Howard Hughes医学研究所兼美国佛罗里达大学的发育生物学家Martin Cohn表示,该发现对研究一般的生殖发育具有一定影响,因为外生殖器的先天性缺失是人类中最常见的先天性缺陷。

Cohn说道,比较不同的进化过程不仅能够让我们明白进化的工作机理,还能让我们对产生畸形的原因有新的见解。

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鸡胚胎中的铅笔(红色)在电子显微镜下的成像。

失踪的铅笔

大约97%的水鸟没有小铅笔,但是鸭子是个个例。有些水鸟螺旋状的铅笔,其长度甚至能够超过自身体长。

原始的古颚类鸟包括澳大利亚的鸸鹋、新西兰的几维鸟以及鸵鸟,它们具有发育完整的铅笔。但是沿着进化里程前行,鸟类的进化方向出现了分歧:一种是雁形目,包括有着螺旋铅笔的鸭子、天鹅和鹅;另一种是鸡形目,它们之中大部分不再具有完整的铅笔。

为了搞清楚鸟类在进化过程中为什么会出现两种完全不同的进化方向,Cohn以及其研究助理Ana Herrera和同事们养了一些鸡(鸡形目)和鸭(雁形目),并对它们的铅笔发育进行了跟踪调查。

Cohn说道,这真的令人很吃惊,因为鸡和鸭的铅笔一开始的发育方式几乎完全一样,你根本无从区分。

几天之后,鸡胚胎中的原始铅笔开始肿大,随后停止,最终竟然缩回去了。(小编:这大概就是传说中的缩阳入腹吧。。。)直到它们出生,鸡和它们鸡形目的亲戚都只有一个开放的泄殖腔,而没有铅笔。但在鸭的胚胎中,铅笔则可以继续发育。

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消失的交接器原基

接下来,研究人员想找出到底是什么东西让鸡完全没了铅笔,但却让鸭子长了一根近乎变态的长铅笔。他们希望能在鸡身上找到这种缺失的的神秘物质。

但是从结果来看,跟期望正好相反,鸡身上不是少了什么,而是多了什么。在鸡的胚胎中,铅笔发育停止是因为其中的骨形态生成蛋白4或者简称为Bmp4。这种蛋白质让鸡胚胎中的原始铅笔能够完全的呈现出来,但是在鸭的胚胎中却只能展现出一点点。

为了确定Bmp4蛋白质是否真的导致了两种不同的发育变化,研究人员将这种蛋白质转移到了鸭子身上,果然,鸭子的铅笔停止发育了。当他们将鸡身上的这种基因锁定时,鸡的铅笔得以继续发育。

这表明,Bmp4是导致细胞死亡的因素。它让细胞走向自我灭亡,将器官的发育状态转变为萎缩状态。Cohn补充说,细胞死亡在胚胎中是正常现象,但是比较典型的是失去胚胎生长因子,例如在子宫中四肢退化。

Cohn还表示,达到最终形态其实并不止一种方式。

新的研究虽然揭示了鸟类失去铅笔的过程,但是去没有解释原因。这其实有点奇怪,鸟类在进化过程中竟然丧失了生殖工具这么重要的器官。进化生物学家认为,也许鸟类失去铅笔是因为雌性在交配过程中优先选择小铅笔的雄性造成的。但是对于鸭子和其它鸟类,雄性经常逼迫雌性与之交配。选择小铅笔的雄性意味着雌性在生殖过程中可以掌握更多的主动权。

但是,铅笔消失可能是鸟类身体其它变化的副作用。Bmp蛋白质还负责鸟类羽毛的起源以及牙齿的消失。Bmp4同时负责控制鸟类嘴巴的大小和形状变化。

真是有趣极了,看看鸟儿身体这么多的细节变化都跟Bmp蛋白质的活动有关~

本文译自 livescience,由译者 千里之外 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 15+1

  1. Johnfather
    @1 year ago
    3367377

    还好不是在哺乳类上找到这种东西,要不然会成为生物武器,种族灭绝于无形之间

  2. 商周知
    @1 year ago
    3367380

    鸭子才需要大铅笔,鸡长那玩意儿干什么,不过现在好像流行大铅笔的鸡

  3. 3367381

    问题来了,这种突变是什么时候发生的,侏罗纪前还是侏罗纪后?恐龙能否啪啪啪?

  4. 3367382

    鸡没有铅笔而鸭有大铅笔,有种焕然大悟的感觉

  5. 没吃早饭
    @1 year ago
    3367419

    雄鹰一样的男子汉

  6. dadamon
    @1 year ago
    3367427

    铅笔,终于断了吗…

  7. 煎鸡蛋
    @1 year ago
    3367431

    所以,鸡如何交配?

  8. 3367448

    难道老祖宗说鸡♀鸭♂的原因就是因为这个?

  9. 唯物流氓
    @1 year ago
  10. nibabaya
    @1 year ago
    3367524

    我的鸡鸡也没用鸡鸡啊,因为它本身就是鸡鸡呀

  11. 煎蛋定理
    @1 year ago
    3367532

    鸭子是铅笔才吊炸天,螺旋形的!

  12. 你胸罩掉了
    @1 year ago
    3367593

    前篇跳到了太空 下篇就失去铅笔

  13. 路过菌
    @1 year ago
    3367612

    鸭子的螺旋弹射打印机是我对煎蛋认识的开端

  14. 肠衣炮弹
    @1 year ago
    3367651

    毕竟母鸡是可以变成公鸡的

  15. 3368950

    @肠衣炮弹: 苍…苍天已死?

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