Het is al lang bekend dat haar en veren uit hetzelfde doek worden gesneden, omdat beide de fragiele huid beschermen. Maar deze connectie heeft wetenschappers al jaren in verwarring gebracht: vogels en zoogdieren zijn geen evolutionaire 'zusters' - ze zijn niet in één klap gespleten in de boom des levens.
Wetenschappers van de Universiteit van Virginia hebben misschien een antwoord op dit verwarrende raadsel gevonden. Nieuw onderzoek van de universiteit suggereert dat de eerste gewervelde dieren die droog land koloniseren, een souvenir uit de zee bij zich dragen: schubben.
Dit is niet de eerste keer dat onderzoekers dit vage onderwerp hebben onderzocht. De theorie is dat een vaag reptielachtige gemeenschappelijke voorouder zowel zoogdieren als vogels heeft veroorzaakt. Maar decennia lang konden wetenschappers het verband niet vinden, wat leidde tot het idee dat zoogdieren en vogels deze bedekkingen afzonderlijk hebben "uitgevonden", ondanks hun basisovereenkomsten.
Toen, twee jaar geleden, ontdekten wetenschappers van de Universiteit van Genève en de Universiteit van Helsinki een zeldzame, schubloze baardagaam in een dierenmarkt. Nieuwsgierig kochten de onderzoekers het dier en brachten het naar hun laboratorium, waar ze het DNA volgden. Dit onthulde een verrassend feit: dezelfde ontwikkelingsstructuren die aanleiding geven tot veren en haar kunnen de productie van reptielenschalen regelen. Het bleek fouten in een gen genaamd ectodysplasin-A, dat bij zoogdieren en vogels bijdraagt aan de groei van haar en veren, respectievelijk, ook bebaarde draken achterlaat in de buff. Wat meer is, toen de groep door een krachtige microscoop naar hagedis-, slang- en krokodilembryo's keek, zagen ze wat dezelfde kleine, verhoogde bultjes leken te zijn die in andere soorten in haren en veren rijpen.
Sommige wetenschappers waren echter gereserveerd in het interpreteren van de gegevens, waarbij één patholoog de vondsten als slechts een "incrementele update" beoordeelde in een interview met Science uit 2016 . Eén algemeen gen is mogelijk niet definitief om gemeenschappelijke afkomst te bewijzen, en anatomie met zeer verschillende ontwikkelingsoorsprong kan vaak aanleiding geven tot vergelijkbare structuren; vleugels ontstonden bijvoorbeeld afzonderlijk in insecten en vogels.
Het onderzoek van de Universiteit van Virginia, dinsdag gepubliceerd in het tijdschrift eLife, heeft het potentieel om het debat tot rust te brengen. UVA-bioloog Andrew Aman onderzocht de oudere takken van de evolutionaire boom en onderzocht de ontwikkeling van in het laboratorium gekweekte zebravissen, een favoriet hulpmiddel bij biologen vanwege het feit dat deze vissen voor een groot deel van hun adolescentie transparant zijn. Maar hun spookachtige gezicht heeft ook potentieel onderzoekers op een dwaalspoor gebracht.
"De huid van de zebravis, inclusief de benige schubben, is grotendeels transparant en onderzoekers hebben waarschijnlijk gewoon langs de schubben naar de interne structuren gekeken, " legt Aman uit in een interview met Fariss Samarrai van UVA Today .
Maar bij nader onderzoek ontdekten Aman en zijn collega's dat de genen die de vorming van zebravisschubben dicteren identiek zijn aan die eerder geïdentificeerd in zoogdieren, vogels en reptielen, wat aangeeft dat deze drie laatste groepen zich ontwikkelen op manieren die vergelijkbaar zijn met niet alleen elkaar, maar ook een veel oudere voorouder, die teruggaat tot 385 miljoen jaar. Verheugend was ectodysplasin-A, mutaties waarin baardagamen waren ontkleed, een van de genen die in Amans werk werden bestudeerd.
Het nieuwe onderzoek schetst een plausibel portret van afkomst: onze mariene voorouders, uitgedost in schalen, zwommen de zeeën. Ergens onderweg kronkelden een paar ongelukkige individuen de golven en vonden beschutting op het land, waar zware schalen, gebouwd rond een basis van been, omslachtig bleken. Naarmate de tijd verstreek, vervingen lichtgewicht haren en veren dit zware marinepantser en verlieten hun afhankelijkheid van de harde, interne steigers. Bij reptielen bleven schubben rondhangen, maar waren, net als haar en veren, niet langer afhankelijk van bot.
Wetende dat haar, veren en schubben uit dezelfde fundamentele genetische paden spruiten, helpt een kloof dichten in ons begrip van onze eigen evolutionaire wortels. Maar de onderzoekers geloven dat hun bevindingen ook hedendaagse implicaties met zich meebrengen. Een beter begrip van vroege groei en regeneratie zal waarschijnlijk alleen ons begrip van menselijke ontwikkelingsstoornissen, inclusief geboorteafwijkingen, verbeteren.
Het belichten van de gemeenschappelijke oorsprong tussen vissenschubben en mensenhaar rust wetenschappers uit met een aanvullend model om belangrijke ziekten te bestuderen. Als een voordeel zijn zebravissen al een vaste waarde in onderzoeksfaciliteiten over de hele wereld - en dat is zeker beter dan het kammen van dierenwinkels ter wereld voor (on) bebaarde draken in naam van de wetenschap.
