Прослеживая эволюцию пальцев крыла птиц

Широко принято, что птицы являются подгруппой динозавров, но существует кажущееся противоречие. Считается, что у современных птиц в крыле представлены только три средних пальца (II-III-IV) из идеализированной пятипалой конечности наземных позвоночных на основе эмбриологических данных. Однако их предки, мезозойские тетануровые динозавры, судя по ископаемым данным, имели первые три пальца (I-II-III). Как мог возникнуть такой эволюционный парадокс? Были предложены различные гипотезы. Ситуацию осложняет то, что некоторые современные эмбриологические исследования указывают на идентификацию I-II-III для пальцев птиц, а некоторые новые палеонтологические данные согласуются с идентификацией II-III-IV для пальцев мезозойских тетануров.

В статье, опубликованной 23 июня в журнале Current Biology, доктор Сюй Син из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук и его коллега доктор Сьюзан Маккем из Лаборатории онкологии и биологии развития NCI-Frederick NIH рассмотрели и сравнили несколько гипотез, предложенных для разрешения этого парадокса гомологии пальцев. Важнее всего, что они обсудили процессы развития, которые могли способствовать формированию эволюции пальцев крыла птиц.

Комплексный анализ палеонтологических и эмбриологических данных показывает, что эволюция пальцев крыла птиц могла быть вызвана гомеотическими преобразованиями идентичности пальцев, которые, скорее всего, происходили частично и фрагментарно. Конечности базальных тетануров обладают сочетанием черт, изначально ассоциированных с пальцами I-II-III и II-III-IV соответственно: большинство признаков пястных костей поддерживают идентификацию II-III-IV, а большинство признаков фаланг — I-II-III. Это демонстрирует, что любой гомеотический сдвиг у основания Tetanurae должен был быть неполным.

Гомеозис представляет собой правдоподобный путь эволюции кисти теропод. Сравнительный анализ данных показывает, что частичный и фрагментарный гомеозис, постулируемый гипотезой латерального сдвига, кажется более вероятным сценарием, чем полный гомеозис. «Хотя достигнут значительный прогресс, некоторые успехи указывают на сложность проблемы. Окончательное разрешение этих продолжающихся дебатов потребует дополнительной работы как с палеонтологической, так и с эмбриологической точки зрения, что, несомненно, принесет новые идеи о механизмах эволюционной адаптации», — сказал ведущий автор исследования доктор Сюй Син.