2019-01-29 06:18:02
anch鱼羽毛的分子分析为飞行起源提供了线索

一个国际研究团队对来自侏罗纪的小型羽毛恐龙的化石羽毛进行了分子分析。他们的研究可以帮助科学家确定何时羽毛在恐龙 - 鸟类过渡期间进化出飞行能力。

Anchiornis是一种小型羽毛四翼恐龙,生活在现在的中国,大约1.6亿年前 - 距离第一只公认的鸟类始祖鸟近1000万年。南卡罗来纳州立大学南京地质与古生物研究所和南卡罗来纳大学的一组研究人员对Anchiornis羽毛进行了分析,了解它们在分子水平上与年轻化石鸟类和现代鸟类的不同之处。

“现代鸟类羽毛主要由β-角蛋白(β-角蛋白)组成,β-角蛋白也是在爬行动物和鸟类的皮肤,爪子和喙中发现的一种蛋白质。羽毛与其他含β-角蛋白的组织不同,因为羽毛蛋白质被修饰以一种让他们更灵活的方式,“北卡罗莱纳州自然科学博物馆联合任命的北卡罗莱纳州立大学生物科学教授玛丽史威泽说,他是一篇描述这项研究的论文的合着者。

“在羽毛进化过程中的某个时刻,其中一个β-角蛋白基因经历了一次缺失事件,使得蛋白质略微变小。这种删除将羽毛的生物物理学改变为更灵活的 - 飞行的要求。如果我们能够确定何时以及在什么生物体中发生了删除事件,我们将更好地掌握从恐龙到鸟类过渡期间的飞行演变。

来自南京研究所的访问研究员Yanhong Pan领导的研究人员使用高分辨率电子显微镜检查了Anchiornis的化石羽毛,以及多种化学和免疫技术来确定羽毛的分子组成。他们对来自中生代和新生代时期的其他羽毛,以及其他预计不会显示这种缺失的β-角蛋白组织做了同样的事情,然后将结果与现代鸟类羽毛和组织进行了比较。

他们发现Anchiornis羽毛由β-角蛋白和α-角蛋白(α-角蛋白)组成,α-角蛋白是所有陆生脊椎动物都有的蛋白质,包括哺乳动物。这是令人惊讶的,因为α-角蛋白仅存在于现代羽毛中的少量。除了共同表达两种角蛋白外,Anchiornis羽毛已经经历了将羽毛与其他组织分开的缺失事件。

“科学家们将分子钟用作进化和遗传分歧的基准,预测这种缺失,以及功能性飞行羽毛,大约在1.45亿年前发展,”Schweitzer说。 “Anchiornis已经有数百万年的历史了,但蛋白质的形态却缩短了。这项研究表明,我们可以利用分子化石数据来分子时钟并提高其准确性 - 我们可以开始在恐龙 - 鸟类过渡时期通过遗传事件这两种角蛋白的存在或存在。数据还为我们提供了有关羽毛如何进化以实现飞行的更多信息。“

这项工作出现在美国国家科学院院刊(“羽毛的分子进化与化石的直接证据”)中。潘是第一作者。 NC State的Wenxia Zheng和Elena Schroeter以及南卡罗来纳大学的Roger Sawyer也为这项工作做出了贡献,该工作得到了美国国家科学基金会和Packard基金会的部分支持。

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