「音速小子」基因通路主宰鳥類羽毛演化奧秘

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瑞士日內瓦大學的最新研究指出，稱為「音速小子」（ Sonic hedgehog, Shh ）的分子訊息通路，在鳥類羽毛的演化與多樣性形成中扮演重要角色。研究團隊於雞胚胎發育第九天，以藥物sonidegib暫時抑制Shh訊息傳遞，觀察到羽毛原本規律呈斑點狀排列的胚胎皮膚，竟變成條紋狀分布，且羽毛芽停止分支與內陷結構，呈現原始羽毛（proto-feathers）的模樣。

研究發現，雖然Shh訊息受抑制後，羽毛發育一度停滯，但胚胎第十四天起逐漸恢復部分生長。孵化後的小雞一開始身體部分區域沒有羽毛，但休眠的毛囊在出生後數週內重新活化，最終恢復完整羽毛覆蓋。這說明羽毛發育系統具有強大的復原力，即使短暫受到干擾，仍能確保正常羽毛形態。



抑制Shh訊息傳遞，將呈現原始羽毛（proto-feathers）模樣



雞胚胎羽毛發育過程：
(A) 孵化7天後的小雞已有完整羽毛。
(B) 胚胎第9天，背部出現最初的羽毛芽點，會表現SHH蛋白質（螢光標記）；第10天時，芽點明顯長出，SHH集中在羽毛芽後端。
(C) 翅膀上的羽毛芽點約第10天開始出現，並逐漸擴展；到第12至13天，羽毛結構開始明顯分支與內陷；第14天時羽毛芽明顯拉長，出現角質化，並形成未來羽毛分支的紋路。
（圖／《PLoS Biology》）


此研究首次提供了體內實驗證據，證明Shh通路的活性與羽毛的形態和多樣化直接相關。科學家強調，經過演化，控制羽毛生長的基因網絡變得極為穩健，足以抵禦環境或基因上的干擾。未來挑戰將是深入了解基因網絡如何演變，促使鳥類原始羽毛逐漸形成多樣化且複雜的現代羽毛型態。

這項研究成果刊登於期刊《PLoS Biology》。



資料來源 : 明日科學
https://tomorrowsci.com/animals/20250321_02/