Studere utvikling av embryo av ‘frilled dragon’ lizard, UNIGE forskere viser at fysisk styrke, snarere enn en genetisk program, generere den karakteristiske folder av sin spektakulære krage.
Brettet og reist krave av en Chlamydosaurus drage. © UNIGE, A. Debry/S. Montandon/M. Milinkovitch
Den frilled dragon viser en særegen store erektil ruff., Dette lizard vanligvis holder krave kastet tilbake mot sin kropp, men kan spre det som et spektakulært vis for å skremme bort rovdyr. Forskere ved Universitetet i Geneve (UNIGE), Sveits, og SIB Swiss Institute of Bioinformatikk rapport i journal liv som en forfedres embryonale gill av dragon embryo blir til en nakke lomme som utvider seg og folder, danner den krave., Forskerne så vise at denne robuste folding mønster ut fra mekaniske krefter under homogen vekst av krave huden, på grunn av spenninger som følge av sin tilknytning til nakke og hode.
I Jurassic Park, mens datamaskin programmerer Dennis Nedry forsøk på å smugle dinosaur embryo av øya, han blir angrepet og drept av en mellomstor dinosaur som setter opp en skremmende nakke krage. Denne fiktive dinosaur er tydelig inspirert fra en ekte dyr som er kjent som ‘frilled dragon’, som lever i dag i nord-Australia og det sørlige New Guinea., Disse øgler, også kjent som Chlamydosaurus kingii, har en stor plate av huden som sitter rundt hodet og halsen. Dette krave er vanligvis kastet tilbake mot kroppen, men kan spre seg i en spektakulær måte å skremme av predatorer og konkurrenter. Folding av venstre og høyre sider av krave skjer på tre pre-formet rygger. Men, det er fortsatt uklart hvilke forfedres struktur utviklet seg til å bli dragon ‘ s krave, og hvordan rygger i krave skjemaet under utvikling.,
Resirkulering gjellene
Et tverrfaglig team ledet av Michel Milinkovitch, Professor ved Institutt for Genetikk og Evolusjon av UNIGE Fakultet for Naturvitenskap og gruppeleder i SIB Swiss Institute of Bioinformatikk, viser i dag at dragon ‘ s krave, samt bein og cartilages som støtter det, utvikler seg fra den branchial buer. Disse er en rekke band av vev i embryoet som utviklet seg til å bli den gill støtter i fisk, og som nå kan gi opphav til flere strukturer i øret og halsen av landet vertebrater., I de fleste arter, den andre branchial arch slutt vil fusjonere med buer bak det. Men i frilled dragon, dette arch fortsetter i stedet å utvide, noe som fører til dannelsen av dragon ‘ s spektakulære krave. «Disse endringene i utviklingen av gill buer synliggjøre hvordan utviklingen er i stand til å «resirkulere» gamle strukturer i nye former å spille ulike roller,» sier Michel Milinkovitch.,
Mekanisk prosess heller enn molekylær genetisk signal
Som krave utvikler, forsiden av huden former tre påfølgende folder, som utgjør den pre-formet rygger. Å studere dannelsen av disse kanter, det Sveitsiske teamet avslører at de ikke kommer fra økt vekst på den røde områdene, men fra fysiske krefter, hvoretter veksten av krave er begrenset av sin tilknytning til halsen. Dette fører til at det øverste laget for å spenne, opprette folder av krave., «Så vi simulert denne prosessen i en datamaskin modell og oppdaget at vi kunne spore hvordan folder utvikle seg i frills av den virkelige lizard embryo,» fortsetter Michel Milinkovitch.
Disse resultatene gir ytterligere bevis for at fysiske prosesser, samt genetiske programmer, kan forme vev og organer i løpet av et embryo utvikling.