Wie überliefert Dinosaurier ihre Finger Vögeln

Werden vermutet, dass Vögel von Dinosauriern abstammen, aber einige bedeutenden Änderungen müssen passiert haben, wie sie von ihren Vorfahren entwickelt. Eine neue Studie mit Küken können helfen, Aufräumen ein Rätsel wie eines dieser Änderungen aufgetreten ist--wie Vögel ihre Flügel bekam "Finger."

Alle vier Gliedmaßen Geschöpfe, einschließlich Dinosaurier, entwickelte sich aus einem Vorfahren, der fünf Ziffern am Ende seiner Gliedmaßen hatte. Diese wurden, Flossen, Flügel, Hände oder Pfoten und einige oder alle Ziffern verschwand ganz in einigen Fällen.

Wissenschaftler glauben, Vögel aus einer Gruppe von fleischfressenden Dinosaurier namens Maniraptors während der Jurazeit vor etwa 150 Millionen Jahren entwickelt. Moderne Vögel haben drei Ziffern in jedem ihrer Flügel, was bedeutet, dass zwei Ziffern in die Vorderbeine diese Dinosaurier im Laufe der Evolution verloren hätte.

Eine Frage der Nummerierung

Aber die drei Ziffern überlebt? Paläontologen und Entwicklungs Biologen haben herzlich zu diesem nicht einverstanden. Ein Vorschlag im Jahr 1999, genannt die "Frame-Shift"-Hypothese, eine Diskrepanz in der Beweis erklärt, aber nicht jeder akzeptiert.

Die neue Studie von Forschern, die transplantierten Zellen von einem Teil des Körpers ein Küken zum anderen fügt die Unterstützung für die Hypothese. Die Ergebnisse ihrer Studie erscheinen heute (10. Februar) in der Fachzeitschrift Science.

Wenn Sie Anzahl der Ziffern, so dass unsere Daumen, Ziffer 2 mit unseren Zeigefinger und So weiter, diese Ziffer 1 entspricht die versteinerte Aufzeichnung zeigt, dass Vögel Flügel entwickelt mit Ziffern 1, 2 und 3 der Dinosaurier Vorderbeine.

Ergeben sich jedoch in einem Vogel-Embryo die Ziffern von den Orten an den Gliedmaßen Knospe Ziffern 2, 3 und 4 zugeordnet. Dieser Konflikt unterstützt diejenigen, die Frage gestellt, ob Vögel wurden direkt von den Dinosauriern abstammen.

1999 Günter Wagner und Jacques Gauthier von der Yale University überbrückt die beiden Fraktionen vorschlagen, dass während der Entwicklung, Ziffer 1 von der zweiten Position tatsächlich entstanden (wo Ziffer 2 hervorgegangen haben sollte) und So weiter--ein Frame verschieben.

"Die große Sache über die Frame-Shift-Theorie ist, dass es beides korrekt, macht", sagte Ann Burke, eine evolutionäre Sprachmorphologie an der Wesleyan University in Connecticut, wer nicht in der aktuellen Studie beteiligt war. "Vögel sind Dinosaurier, aber entwicklungsgeschichtlich sind die Ziffern 2, 3 und 4."

Die neuen Erkenntnisse

In der neuen Studie transplantiert japanische Forscher unter der Leitung von Koji Tamura Tohoku Universität bestimmte Zellen von den Füßen an den Flügeln und umgekehrt Küken zu entwickeln. Diese Zellen sind in das Wachstum der Ziffer 4 verwickelt. Die Forscher fanden Hinweise darauf, dass die letzte Ziffer des Flügels nicht auf die letzte Ziffer des Fußes entspricht. Dies die Theorie unterstützt, haben die Flügel im Gegensatz zu den Fuß keine Ziffer 4, sagten sie. Dann das Team Ziffer Entwicklung mit Zelle Kennzeichnung Techniken (damit sie wissen, wo eine bestimmte Zelle endete einmal es gereift) vorgezeichnet. Sie fanden, dass 3,5 Tage der embryonalen Entwicklung, eine Verschiebung tritt auf, wodurch Zellen im Großraum Vorläuferzellen für Ziffer 4 vorwärts zu bewegen und wachsen in Ziffer 3. Die gleiche Verschiebung tritt für die Ziffern, die 1 und 2 werden.

"Ich kann Ihnen nicht"Warum"Wir haben fünf Ziffern und Hühner haben drei Ziffern, auch wenn ich in der Lage, richtig, Sie sagen,"wie"sie drei Ziffern haben, während wir fünf Ziffern haben" Tamura sagte LiveScience in einer E-mail.

Die Ergebnisse erreichen zwei Dinge nach Tim Rowe, Professor für Paläontologie an der University of Texas at Austin, die nicht an der Studie beteiligt war.

Erste, "bezieht sich es direkt auf dieser scheinbaren Konflikt zwischen paläontologischen und Entwicklungsstörungen Datensätzen. Es zeigt in der Tat gibt es keinen Widerspruch", sagt Rowe.

Und zweitens ein hervorragendes Beispiel für eine Verschiebung freuen Sie sich in dem einen Leib Teil während der embryonalen Entwicklung in eine andere umgewandelt wird, sagte er.

"Entdecken wir Teil des Heiligen Grals, die die Evolution der Entwicklung ist, wie die Entwicklung der Extremität im Laufe der Evolution der Vögel von ihren Vorfahren Theropode verändert," sagte Rowe.

Dies ist nicht die erste Untersuchung, die Frame-Verschiebung-Hypothese stützen laut Wagner. "Ich glaube, es gibt jetzt genügend Daten, die zeigt, dass die Frame-Verschiebung tatsächlich passiert ist," sagte Wagner LiveScience. "Dies geht einen Schritt weiter; Es zeigt uns den Entwicklungen-Mechanismus."

Anhaltende Skepsis

Um die Identität der letzten Ziffer in die Küken "Hasen" zu bestimmen, verwendet die Studie die Entwicklung der letzten Ziffern in einer fünfstelligen Maus Extremität als eines Leitbilds. Dies lässt Alan Feduccia, Evolutionsbiologe an der Universität North Carolina in Chapel Hill, skeptisch über die Ergebnisse.

Feduccia, die an der Studie beteiligt war, ist ein Gegner der vorherrschende wissenschaftliche Ansicht, dass Vögel von theropode Dinosaurier abstammen (darunter Maniraptors). Vielmehr, er glaubt Vögel und theropode Dinosaurier teilen einen gemeinsamen, früheren Vorfahren. Diese neue Studie gibt ihm keinen Grund, seine Meinung zu ändern.

"Die experimentellen Ergebnisse scheinen sehr zweideutig sein," sagte Feduccia, "weil Vogel Hand wird so in hohem Grade geändert, dass wir nicht wissen, dass dieselbe genetischen Mechanismen für Ziffer Identität gelten."

Die Verschiebung der Ziffern nur Sinn macht, sagte er. "Es gibt keinen erdenklichen Selektionsvorteil für solch eine Änderung--das heißt, warum es auftreten würde?"

Aber er ist in der Minderheit.

Die Wesleyan Burke hat ein weiteres Problem mit der Frame-Shift-Theorie; Sie glaubt, dass die Ziffern der wachsenden Küken Umnummerierung möglicherweise irreführend.

"Die Dinosaurier-Abstammung der Vögel ist absolut solide und so gut unterstützt, dass niemand widerspricht, so nur, um die Ziffer zu ändern, Nummern in lebenden Vögel, versteinerten Vorfahren entsprechen ist unnötig und Finsternisse wichtige evolutionäre Veränderung," sagte sie.

Sie können LiveSciencewriter Wynne Parry auf Twitter @Wynne_Parry verfolgen.

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