Science.net.pl

Kategorie - Biologia

Dlaczego ptaki nie mają zębów

Ptaki - podobnie jak mrówkojady, wieloryby i żółwie - nie posiadają zębów. Jednak nie zawsze tak było. Jak wykazały najnowsze badania żyjący 116.000.000 lat temu wspólny przodek wszystkich dzisiejszych ptaków posiadał zestaw perłowo białych zębów.



Naukowcy przyjrzeli się zmutowanym genom zębów szczątków współczesnych ptaków i dowiedzieli się, kiedy ptaki rozpoczęły swój "bezzębny" żywot. Kopalne ptaki zachowały się tylko jako fragmentaryczne skamieniałości, jednak studia nad genami współczesnych ich potomków mogą pomóc w wyjaśnieniu, jak linia ptaka zmieniała się w czasie.

"DNA to potężne narzędzie do odblokowania sekretów historii ewolucyjnej," mówi jeden z wiodących badaczy w tej dziedzinie Mark Springer, profesor biologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside.

Niektóre z współczesnych ptaków mają zakrzywione dzioby i pokaźny przewód pokarmowy, które to cechy pomagają im rozdrabniać żywność. Jednak w roku 1861 znaleziony w Niemczech kopalny Archaeopteryx sugerował, że ptaki pochodzą od gadów, czyli miały zębatych przodków, mówi Springer. Dziś natomiast naukowcy wiedzą, że ptaki wyewoluowały z mięsożernych teropodów (podrząd dinozaurów z rzędu dinozaurów gadziomiednicznych), takich jak Tyrannosaurus rex, który wręcz świecił ustami pełnymi ostrych zębów.

Jednak nikt nie wiedział dokładnie, co się stało z zębami w czasie ewolucji tych zwierząt. "Historia utraty zębów u przodków współczesnych ptaków pozostaje nieuchwytna dla ponad 150 lat," powiedział prof. Springer.



W trakcie ostatnich badań, naukowcy podjęli temat czy zanik zębów nastąpił już u pierwszego praptaka co oznaczałoby, że wspólny przodek wszystkich ptaków nie posiadał zębów, czy bezzębie nastąpiło niezależnie u różnych gatunków ptaków w trakcie historii ich istnienia.

Żeby się tego dowiedzieć naukowcy muszą przebadać geny, które regulują produkcję zębów. U kręgowców za tworzenie zębów odpowiedzialne jest sześć genów, które są kluczowe przy tworzeniu szkliwa - twardej tkanki zębów.

Naukowcy szukali mutacji, które mogą dezaktywować te sześć genów w genomach 48 gatunków ptaków żyjących obecnie. Mutacja genów szkliwa wskazywała, że ich wspólny przodek stracił zdolność do tworzenia zębów, twierdzą naukowcy.

Okazało się, że wszystkie gatunki ptaków mają te same mutacje zębiny i genów odpowiedzialnych za tworzenie się szkliwa.

Znaleziony w Niemczech Archaeopteryx
Źródło: Humboldt Museum für Naturkunde Berlin

Zatem "Obecność kilku mutacji które spowodowały zanik uzębienia, są wspólne dla wszystkich 48 gatunków ptaków co sugeruje, że otoczki szkliwa zębów zniknęły około 116 milionów lat temu", mówi prof. Springer.

Naukowcy odkryli również mutacje genów w szkliwie i zębinie innych kręgowców, które nie mają zębów, w tym u żółwi, pancerników, leniwców i łuskowców, które wyglądają jak mrówkojady łuszczące.

Może trudno w to uwierzyć ale najbardziej zbliżonym krewnym ptaków na drodze ewolucji jest obecnie aligator mówi prof. Springer. "Wszystkie sześć genów nadal funkcjonuje u aligatora, którego spotkać możemy w Ameryce".