鳥類是如何失去鉛筆的

問：雞雞為什麼沒有小鉛筆呢？答：因為它們在蛋里就註定不會有鉛筆。

新的研究揭示了為什麼大多數鳥類在進化過程中都是去了外部生殖器，科學家們發現一種特殊的蛋白質會將雞、鵪鶉等大多數鳥類的鉛筆發育扼殺在萌芽狀態。該研究已經於6月6號發表在《Current Biology》雜誌上了。

Howard Hughes醫學研究所兼美國佛羅里達大學的發育生物學家Martin Cohn表示，該發現對研究一般的生殖發育具有一定影響，因為外生殖器的先天性缺失是人類中最常見的先天性缺陷。

Cohn說道，比較不同的進化過程不僅能夠讓我們明白進化的工作機理，還能讓我們對產生畸形的原因有新的見解。

雞胚胎中的鉛筆(紅色)在電子顯微鏡下的成像。

失蹤的鉛筆

大約97%的水鳥沒有小鉛筆，但是鴨子是個個例。有些水鳥螺旋狀的鉛筆，其長度甚至能夠超過自身體長。

原始的古顎類鳥包括澳大利亞的鴯鶓、紐西蘭的幾維鳥以及鴕鳥，它們具有發育完整的鉛筆。但是沿著進化里程前行，鳥類的進化方向出現了分歧：一種是雁形目，包括有著螺旋鉛筆的鴨子、天鵝和鵝；另一種是雞形目，它們之中大部分不再具有完整的鉛筆。

為了搞清楚鳥類在進化過程中為什麼會出現兩種完全不同的進化方向，Cohn以及其研究助理Ana Herrera和同事們養了一些雞(雞形目)和鴨(雁形目)，並對它們的鉛筆發育進行了跟蹤調查。

Cohn說道，這真的令人很吃驚，因為雞和鴨的鉛筆一開始的發育方式幾乎完全一樣，你根本無從區分。

幾天之後，雞胚胎中的原始鉛筆開始腫大，隨後停止，最終竟然縮回去了。(小編：這大概就是傳說中的縮陽入腹吧。。。)直到它們出生，雞和它們雞形目的親戚都只有一個開放的泄殖腔，而沒有鉛筆。但在鴨的胚胎中，鉛筆則可以繼續發育。

消失的交接器原基

接下來，研究人員想找出到底是什麼東西讓雞完全沒了鉛筆，但卻讓鴨子長了一根近乎變態的長鉛筆。他們希望能在雞身上找到這種缺失的的神秘物質。

但是從結果來看，跟期望正好相反，雞身上不是少了什麼，而是多了什麼。在雞的胚胎中，鉛筆發育停止是因為其中的骨形態生成蛋白4或者簡稱為Bmp4。這種蛋白質讓雞胚胎中的原始鉛筆能夠完全的呈現出來，但是在鴨的胚胎中卻只能展現出一點點。

為了確定Bmp4蛋白質是否真的導致了兩種不同的發育變化，研究人員將這種蛋白質轉移到了鴨子身上，果然，鴨子的鉛筆停止發育了。當他們將雞身上的這種基因鎖定時，雞的鉛筆得以繼續發育。

這表明，Bmp4是導致細胞死亡的因素。它讓細胞走向自我滅亡，將器官的發育狀態轉變為萎縮狀態。Cohn補充說，細胞死亡在胚胎中是正常現象，但是比較典型的是失去胚胎生長因子，例如在子宮中四肢退化。

Cohn還表示，達到最終形態其實並不止一種方式。

新的研究雖然揭示了鳥類失去鉛筆的過程，但是去沒有解釋原因。這其實有點奇怪，鳥類在進化過程中竟然喪失了生殖工具這麼重要的器官。進化生物學家認為，也許鳥類失去鉛筆是因為雌性在交配過程中優先選擇小鉛筆的雄性造成的。但是對於鴨子和其它鳥類，雄性經常逼迫雌性與之交配。選擇小鉛筆的雄性意味著雌性在生殖過程中可以掌握更多的主動權。

但是，鉛筆消失可能是鳥類身體其它變化的副作用。Bmp蛋白質還負責鳥類羽毛的起源以及牙齒的消失。Bmp4同時負責控制鳥類嘴巴的大小和形狀變化。

真是有趣極了，看看鳥兒身體這麼多的細節變化都跟Bmp蛋白質的活動有關~

[千里之外 via livescience]