Zebrafish skalaer. Gul regioner viser de celler, som producerer knoklet materiale, og magenta regioner viser knoklet materiale.Billede: Andrew Mand, David Parichy, University of Virginia/eLife
Ny forskning viser, at de processer, der er involveret i hår, pels og fjer vækst er bemærkelsesværdigt lig den måde, skalaer vokse på fisk—en konklusion, der peger på en enkelt, gammel oprindelse af disse beskyttende belægninger.
Når vores meget tidlige forfædre skiftet fra hav til land, nogle 385 millioner år siden, bragte de deres panser-ligesom skalaer sammen med dem. Men i stedet for at spilde væk som værdiløse rudimentære organer, disse skalaer detail deres nytte på det genetiske plan, der kan give et springbræt for adaptive hud-bårne egenskaber. Over tid, skalaer forvandlet til fjer, pels og hår.
Vi kender det fra den arkæologiske registrering, men som ny forskning offentliggjort i denne uge i det videnskabelige tidsskrift eLife viser, at vi også ved dette, fordi de molekylære processer, som er nødvendige for at vokse hår, pels og fjer er bemærkelsesværdigt ligner dem, der er involveret i udviklingen af fiskeskæl.
Et forskerhold ledet af Andrew Aman fra University of Virginia kom til denne konklusion efter at have studeret mønstre af vækst i skalaer af zebrafish, en vel-studeret akvatiske dyr (særligt på det genetiske niveau). Zebrafish har et lag af fint mønstrede knoklet skalaer; menneskes holdet og manipuleres væksten af disse skalaer, der tager hensyn til, hvordan de tog form og dannes i overlappende lag. De kiggede også på det cellulære processer, der er involveret i dette udviklingsmæssige mønster.
“Vi har konstateret, at de molekylære veje, der ligger til grund for udviklingen af skæl, hår og fjer, er forbavsende ens,” sagde Aman i en erklæring. “Zebrafish hud, herunder knoklet skalaer, er i høj grad gennemsigtig og forskere, der sandsynligvis har blot kigget forbi skalaer på de indre strukturer. Dette er et område moden til undersøgelse, så vi fik den idé, at se på det molekylære maskineri, der driver udviklingen af mønster i overfladen plating. Vi opdagede, dyb ligheder i udviklingen af alle hud vedhæng, om skæl, hår, pels eller fjer.”
Specifikt har forskerne formået at identificere tre interagerende molekylære mekanismer, der er ansvarlige for zebrafish omfattende udvikling, nemlig Wnt signalering vej (proteiner, der passerer signaler i celler), ectodysplasin En (et protein, der kræves for at huden vækst i mange dyr, herunder mennesker), og fibroblast growth factor, en anden celle signalering protein. Disse molekylære processer er stadig rundt i dag, og de er ansvarlige for hudens funktioner, vi i dag ser på fugle og pattedyr.
Som mennesker har vi en tendens til at se på vores nyere ape forfædre, når de forsøger at identificere oprindelsen af vores mange kendetegn. Denne seneste undersøgelse, der minder os om, at vores evolutionære historie går meget længere tilbage i tiden, og at vi skylder mange af vores egenskaber til nogle af jordens tidligste væsener.
[eLife]