El cabello, las plumas y las escamas tienen un ancestro común

Un grupo de científicos de Suiza logró demostrar que el pelo, las escamas y las plumas son homólogos y descienden de un ancestro común: los reptiles. Los antecedentes teóricos y los resultados experimentales fueron cubiertos en detalle en las páginas de la revista Science Advances y brevemente en un comunicado de prensa presentado en nombre de la Universidad de Ginebra. Hoy hablaremos sobre lo que sirvió como evidencia de una declaración tan audaz y qué conclusión para futuras investigaciones nos permite hacer el trabajo.



La mayoría de los mamíferos, aves y reptiles son fácilmente reconocibles por su pelo, plumas y escamas, respectivamente. Sin embargo, la falta de formas de transición entre las escamas y los pelos en los fósiles y las diferencias significativas en su morfogénesis y composición de proteínas han causado controversia durante sus muchas décadas de pedigrí común.

Los científicos saben desde hace tiempo que el pelo de los mamíferos y las plumas de las aves se desarrollan a partir de la estructura primordial del placode, un tipo de engrosamiento de la epidermis con células columnares, que reduce la tasa de proliferación y genera genes específicos. Esta observación, nuevamente, trazó una línea entre los partidarios de un solo antepasado en aves y mamíferos y los opositores de tal suposición, alegando que ambas son especies completamente diferentes con pedigríes diferentes. Además, los partidarios de la última versión hicieron la vista gorda ante el hecho de que obliga a uno a aceptar el hecho de que las dos especies completamente diferentes, según sus afirmaciones, "inventaron" el placode independientemente uno del otro.

En 2015, científicos de la Universidad de Yale (EE. UU.) Publicaron un artículo en el que mostraban que las escamas, el cabello y las plumas en una etapa temprana de desarrollo tienen una firma molecular común. Los resultados publicados agregaron combustible al fuego de una larga disputa entre las dos escuelas de evolucionistas. Los partidarios de uno de los cuales continuaron manteniendo la vitalidad de la hipótesis de que firmas moleculares idénticas atestiguan el origen evolutivo general de los apéndices de la piel, y los partidarios del otro, que para el desarrollo de diferentes apéndices de la piel durante la evolución en algún momento, se reutilizaron los mismos genes.

Puntos sobre "Y"

El trabajo reciente de los biólogos Nicolas Di-Poï y Michel C. Milinkovitch del Departamento de Genética y Evolución de la Universidad de Ginebra (UNIGE) y el Instituto Suizo de Bioinformática (SIB) puso fin a esta discusión de larga data. Los científicos han demostrado que las escamas de reptiles evolucionaron a partir de placodes con firmas anatómicas y moleculares similares a las de las aves y los mamíferos en las primeras etapas de desarrollo.

Los estudios analizaron las características morfológicas y moleculares de la piel durante el desarrollo embrionario de cocodrilos, serpientes y lagartijas. "Nuestro estudio no solo proporciona nuevos datos moleculares que complementan el trabajo del equipo estadounidense, sino que también revela datos microanatómicos clave", explica Michel Milinkovich. “De hecho, hemos identificado nuevas firmas moleculares en el reptil que son idénticas a las observadas durante el desarrollo de pelos y plumas, así como la presencia de un placode anatómico similar al de los mamíferos y las aves. Esto indica que los tres tipos de apéndices de la piel son homólogos: escamas en reptiles, plumas en pájaros y pelo en mamíferos, a pesar de sus formas finales muy diferentes, evolucionaron de su ancestro común, el reptil ".



Un gen clave para el desarrollo de apéndices cutáneos

En la siguiente etapa del estudio, los autores estudiaron dragones barbudos, representados por tres formas. La primera forma es una especie silvestre ordinaria, la segunda forma es más pequeña y la tercera, a su vez, muta en dos direcciones con muchos defectos diferentes, incluida la ausencia total de escamas. Al comparar los genomas de las tres subespecies examinadas de dragones barbudos, los científicos pudieron identificar el gen defectuoso, que implicaba una cierta variedad de formas. Esta es la ectodislazina-A (EDA), cuya mutación finalmente condujo a la liberación de una de las formas de dragones barbudos de escamas.

"Determinamos que la apariencia peculiar de estos lagartos desnudos se debe a un mal funcionamiento de Ectodysplasin-A, un gen cuya mutación en el cuerpo humano y los ratones se sabe que genera desviaciones significativas en el desarrollo de dientes, glándulas, uñas y cabello", explicó Michelle Milinkovich. Según la investigación y el análisis comparativo, los científicos suizos demostraron que en lagartos con un gen EDA mutado, la estructura del placode se viola, al igual que los mamíferos o las aves afectadas por mutaciones similares en el mismo gen no pueden desarrollar su propio cabello o plumas a partir del placode. Estos datos colectivamente indican coherentemente el origen común de escamas, plumas y cabello.

Después de haber recibido pruebas tan convincentes de una unidad de origen, los científicos tienen la intención de continuar la investigación, identificar y describir los mecanismos que subyacen al desarrollo de una forma específica de apéndices cutáneos. Esto, a su vez, proporcionará una respuesta a otra pregunta crucial: cómo la cubierta de piel escamosa más antigua dio lugar a la diversidad morfológica existente de escamas, plumas y cabello. "Esperamos que estos estudios complementen nuestra comprensión de los mecanismos físicos y moleculares que dan lugar a la complejidad y versatilidad de la vida durante la evolución", resumió Malinkovich.

Es interesante que antes, al estudiar la capacidad de un camaleón para cambiar su color, Michel Malinkovich pudo explicar la naturaleza de este sorprendente fenómeno al reestructurar activamente la estructura espacial de los nanocristales de la piel.



Science Advances 24 Jun 2016:
Vol. 2, no. 6, e1600708
DOI: 10.1126/sciadv.1600708

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Source: https://habr.com/ru/post/es395759/