Некоторые утверждали, что у эмбрионов птиц восходящий процесс развивается от лодыжки подобно динозаврам, в то время как другие считали, что его развитие у птиц уникально и отличается от динозавров. В настоящее время связь динозавров и птиц стала общепринятой наукой благодаря новым методам анализа данных и множеству промежуточных окаменелостей (включая пернатых динозавров). Однако разногласия по поводу состава и эмбриологии лодыжки птиц так и не были разрешены полностью.
Новое исследование в журнале Nature Communications, проведенное Луисом Оссой, Хорхе Мподози и Александром Варгасом из Чилийского университета, представляет собой тщательное повторное исследование развития голеностопного сустава у 6 различных основных групп птиц, специально отобранных для выяснения условий их последнего общего предка. Он также использует новые методы, которые позволяют проводить трехмерный анализ флуоресцентных эмбриональных скелетов с использованием передовой конфокальной микроскопии спинового диска и программного обеспечения.Эта работа показала, что восходящий процесс развивается не из пяточной кости или лодыжки, а из третьего элемента, промежуточного звена. У древних палеогнатных птиц (таких как тинамы, страусы и киви) промежуточная среда приближается к лодыжке, создавая рисунок, похожий на динозавров.
Однако у другой основной птичьей ветви (neognaths), которая включает большинство видов живых птиц, она приближается к пяточной кости; Это создает впечатление, что это другая структура, хотя на самом деле она такая же. «Это последний гвоздь в гроб антидинозавра», — говорит Жак Готье, палеонтолог позвоночных и профессор Йельского университета. . "Однако более примечательно то, что это открытие свидетельствует о неожиданном эволюционном преобразовании птиц. У эмбрионов откладывающих яйца животных амниоты (к которым относятся крокодилы, ящерицы, черепахи и млекопитающие, которые вторично развили живорождение) промежуточная среда сливается с лодыжкой вскоре после ее образования и исчезает как отдельный элемент. Этого не происходит в лодыжке птиц, которая развивается больше, чем у их очень далеких родственников, все еще откладывающих яйца в воде, у земноводных.
Поскольку птицы явно принадлежат к животным-откладывающим яйца, их лодыжки каким-то образом воскресили давно утраченный путь развития, все еще сохраняющийся у современных земноводных — удивительный случай эволюционного поворота вспять. В исследовании также представлены ископаемые остатки молодых особей зубатых птиц мелового периода. Они показывают, что на этой ранней стадии эволюции птиц восходящий процесс уже развивался отдельно.
Эволюционные возвраты всегда вызывали много дискуссий среди ученых, потому что древние черты иногда могут вновь проявляться в сильно трансформированном контексте. Недавняя статья в BMC Evolutionary Biology (Diaz and Trainor, 2015) показала, что хамелеоны также заново эволюционировали в независимую промежуточную среду в специализированном функциональном контексте лазающей рептилии. Возрождение этого давно утраченного паттерна развития у высокоразвитых организмов, таких как птицы и хамелеоны, можно сравнить с обнаружением примитивных часовых механизмов внутри вашего последнего смартфона.
Эти интригующие открытия обязательно возродят дискуссию о взаимодействии между эволюцией новых функций и возрождением старых паттернов развития.