Es ist seit langem bekannt, dass Haare und Federn aus dem gleichen Stoff geschnitten sind, da beide die empfindliche Haut schützen. Aber diese Verbindung hat Wissenschaftler seit vielen Jahren verblüfft: Vögel und Säugetiere sind keine evolutionären „Schwestern“ - sie haben sich nicht auf einen Schlag auf den Baum des Lebens gespalten.
Wissenschaftler der University of Virginia haben möglicherweise eine Antwort auf dieses verwirrende Rätsel gefunden. Neue Forschungen der Universität lassen vermuten, dass die ersten Wirbeltiere, die mitgebracht wurden, ein Souvenir aus dem Meer besiedelten: Schuppen.
Es ist nicht das erste Mal, dass Forscher dieses unscharfe Thema untersuchen. Von einem vagen gemeinsamen Vorfahren eines Reptiliens wird angenommen, dass er sowohl Säugetiere als auch Vögel hervorgebracht hat. Jahrzehntelang konnten Wissenschaftler den Zusammenhang jedoch nicht finden, was zu der Annahme führte, dass Säugetiere und Vögel diese Bezüge trotz ihrer Ähnlichkeit mit der Basis möglicherweise separat „erfunden“ haben.
Vor zwei Jahren stießen Wissenschaftler der Universität Genf und der Universität Helsinki auf einem Heimtiermarkt auf einen seltenen, schuppenlosen Bartdrachen. Neugierig kauften die Forscher das Tier und brachten es in ihr Labor, wo sie seine DNA sequenzierten. Dies deckte eine verblüffende Tatsache auf: Dieselben Entwicklungsstrukturen, die zu Federn und Haaren führen, können die Produktion von Reptilienschuppen kontrollieren. Es stellte sich heraus, dass ein Gen namens Ectodysplasin-A, das bei Säugetieren und Vögeln zum Wachstum von Haaren und Federn beiträgt, ebenfalls Bartagamen im Buff hinterlässt. Als die Gruppe Eidechsen-, Schlangen- und Krokodilembryonen mit einem leistungsstarken Mikroskop betrachtete, sahen sie dieselben winzigen, erhabenen Beulen, die bei anderen Arten zu Haaren und Federn reiften.
Einige Wissenschaftler waren jedoch bei der Interpretation der Daten zurückhaltend, und ein Pathologe bewertete die Funde in einem Interview mit Science für 2016 nur als „inkrementelle Aktualisierung“ . Ein gemeinsames Gen ist möglicherweise nicht endgültig, um eine gemeinsame Abstammung zu beweisen, und Anatomie mit sehr unterschiedlichen Entwicklungsursprüngen kann häufig zu ähnlich aussehenden Strukturen führen. Beispielsweise entstanden Flügel bei Insekten und Vögeln getrennt.
Die Studie der University of Virginia, die am Dienstag in der Zeitschrift eLife veröffentlicht wurde, hat das Potenzial, die Debatte zum Erliegen zu bringen. Der UVA-Biologe Andrew Aman durchforstete noch ältere Äste des Evolutionsbaums und untersuchte die Entwicklung von Zebrafischen im Labor, die unter Biologen aufgrund der Tatsache, dass diese Fische für einen Großteil ihrer Jugend transparent sind, ein beliebtes Werkzeug darstellen. Aber ihr gespenstisches Antlitz hat möglicherweise auch Forscher in die Irre geführt.
„Zebrafischhaut, einschließlich der Knochenschuppen, ist weitgehend transparent und Forscher haben wahrscheinlich einfach über die Schuppen hinaus auf die inneren Strukturen geschaut“, erklärt Aman in einem Interview mit Fariss Samarrai von UVA Today .
Bei näherer Betrachtung stellten Aman und seine Kollegen jedoch fest, dass die Gene, die die Bildung von Zebrafischschuppen bestimmen, mit denen identisch sind, die zuvor bei Säugetieren, Vögeln und Reptilien identifiziert wurden. aber auch ein viel älterer Ahne, der 385 Millionen Jahre alt ist. Erfreulicherweise gehörte Ectodysplasin-A, bei dem Mutationen Bartagamen entkleideten, zu den in Amans Arbeiten untersuchten Genen.
Die neue Forschung zeichnet ein plausibles Porträt der Abstammung: Unsere marinen Vorfahren, mit Schuppen bedeckt, schwammen über die Meere. Irgendwo auf dem Weg erklommen ein paar unglückliche Menschen die Wellen und fanden Schutz an Land, wo sich schwere Schuppen, die um eine Basis aus Knochen gebaut waren, als schwerfällig erwiesen. Im Laufe der Zeit ersetzten leichte Haare und Federn diese schwere Marinerüstung und ließen sich nicht mehr auf das harte Innengerüst verlassen. Bei Reptilien klebten Schuppen herum, waren aber wie Haare und Federn nicht mehr auf Knochen angewiesen.
Zu wissen, dass Haare, Federn und Schuppen aus denselben genetischen Grundpfaden hervorgehen, hilft uns dabei, eine Lücke im Verständnis unserer eigenen evolutionären Wurzeln zu schließen. Die Forscher glauben jedoch, dass ihre Ergebnisse auch Auswirkungen auf die Gegenwart haben. Ein besseres Verständnis des frühen Wachstums und der Regeneration wird wahrscheinlich nur zu einem besseren Verständnis menschlicher Entwicklungsstörungen führen, einschließlich Geburtsschäden.
Die Aufklärung der gemeinsamen Ursprünge von Fischschuppen und Menschenhaar stattet die Wissenschaftler mit einem zusätzlichen Modell aus, mit dem wichtige Krankheiten untersucht werden können. Zebrafische sind bereits ein fester Bestandteil in Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt - und das ist sicherlich besser, als im Namen der Wissenschaft die Tierhandlungen der Welt nach (un) bärtigen Drachen zu durchsuchen.
