Studere udviklingen af embryo af ‘flæsekant dragon’ firben, UNIGE forskere afslører, at den fysiske kræfter, snarere end et genetisk program, der genererer den karakteristiske folder sine spektakulære krave.
foldet og rejst frill af en Chlamydosaurus drage. © UNIGE, A. Debry/S. Montandon/M. Milinkovitch
frilled dragon udviser en karakteristisk stor erektil halskrave., Denne firben holder normalt frillen foldet tilbage mod sin krop, men kan sprede den som en spektakulær skærm for at skræmme rovdyr. Forskere på Universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, og SIB Schweiziske Institut for Bioinformatik rapport i tidsskriftet eLIFE, at en slægts-embryonale gill af dragon foster bliver til en hals lomme, der udvider sig og folder, der flæse., Forskerne demonstrerer derefter, at dette robuste foldemønster fremkommer fra mekaniske kræfter under den homogene vækst af frillhuden på grund af spændingerne som følge af dens fastgørelse til nakken og hovedet.
I Jurassic Park, mens edb-programmør Dennis Nedry forsøg på at smugle dinosaur embryoner fra øen, bliver han overfaldet og dræbt af en mellemstor dinosaur, der opfører en skræmmende hals krave. Denne fiktive dinosaur er tydeligt inspireret af et ægte dyr kendt som ‘frilled dragon’, der bor i dag i det nordlige Australien og det sydlige ne.Guinea., Disse firben, også kendt som Chlamydosaurus kingii, har en stor hudskive, der sidder omkring deres hoved og hals. Denne frill er normalt foldet tilbage mod kroppen, men kan sprede sig på en spektakulær måde for at skræmme rovdyr og konkurrenter. Foldning af venstre og højre side af frillen sker ved tre forformede højder. Men det er stadig uklart, hvilken forfædres struktur der udviklede sig til at blive Dragens frill, og hvordan ryggen i frillformen under udvikling.,
Genbrug gæller
Et tværfagligt team under ledelse af Michel Milinkovitch, Professor ved Institut for Genetik og Evolution af UNIGE naturvidenskabelige Fakultet og gruppeleder på SIB Schweiziske Institut for Bioinformatik, viser i dag, at dragon ‘ s krave, samt knogler og brusk, der understøtter det, at udvikle sig fra den branchial buer. Dette er en række bånd af væv i embryoet, der udviklede sig til at blive gillestøtter i fisk, og som nu giver anledning til flere strukturer i øre og hals på jordvirtebrater., I de fleste arter vil den anden grenbue til sidst smelte sammen med buerne bagved den. Men i den frilled dragon fortsætter denne bue i stedet med at udvide, hvilket fører til dannelsen af Dragens spektakulære frill. “Disse ændringer i udviklingen af gillebuer fremhæver, hvordan evolution er i stand til at” genbruge” gamle strukturer til nye former, der spiller forskellige roller, ” begejstrer Michel Milinkovitch.,
mekanisk proces snarere end molekylært genetisk signal
efterhånden som frillen udvikler sig, danner forsiden af huden tre på hinanden følgende folder, der udgør de forformede højder. At studere dannelsen af disse rygge, den Schweiziske team viser, at de ikke komme fra øget vækst ved at folde steder, men fra fysiske kræfter – hvorved væksten af flæse er hæmmet af sin tilknytning til hals. Dette får det øverste lag til at spænde, hvilket skaber folderne på frillen., “Vi simulerede derefter denne proces i en computermodel og opdagede, at vi kunne spore, hvordan folderne udvikler sig i dikkedarer fra de rigtige firbenembryoer,” fortsætter Michel Milinkovitch.
disse resultater giver yderligere bevis for, at fysiske processer såvel som genetiske programmer kan forme væv og organer under et embryos udvikling.