מערך מגוון של כיסויי ראש של יונקים מוצג במרכז ריצ'רד גילדר למדע, חינוך וחדשנות של המוזיאון כחלק מליבת האוספים של לואי החמישי גרסטנר ג'וניור. קרדיט: Alvaro Keding/ AMNH
מחקר גנומי תומך בהשערה שהאבולוציה של קרני גירה וקרניים לא הייתה עצמאית.
מהאוסיקונים הקטנים על ג'ירפה ועד הקרניים הענקיות של אייל זכר – שיכולות לגדול כמו מכונית – כיסויי הראש של יונקים בעלי פרסות מעלי גירה הם מגוונים ביותר, ומחקר חדש מצביע על כך שלמרות ההבדלים הפיזיים, היבטים בסיסיים של גרמי אלה ההתאמות כנראה התפתחו מאב קדמון משותף.
ממצא זה מתפרסם בכתב העת ביולוגיה של תקשורת על ידי חוקרים מהמוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע ומכללת ברוך ומהמרכז לבוגרי CUNY.
"קרניים וקרניים הם מבנים מגוונים להפליא, ומדענים התווכחו זה מכבר על המקורות האבולוציוניים שלהם", אמר זכרי קלמרי, עוזר פרופסור במכללת ברוך ובמרכז CUNY לבוגרים ושותף מחקר במוזיאון. "המחקר הגנומי הזה לא רק מקרב אותנו לפתרון תעלומה אבולוציונית, אלא גם עוזר לנו להבין טוב יותר כיצד נוצרות עצם בכל היונקים."
מחקר על מיני גירה מודרניים
ישנם כ-170 יונקי פרסה בעלי גירה מודרניים מִין עם כיסויי ראש, ורבים נוספים בתיעוד המאובנים. כיסויי הראש שאנו רואים היום מגיעים בארבעה סוגים – קרניים, קרניים, אוסיקונים ושיניים – והם משמשים במגוון דרכים, כולל להגנה, הכרה של בני המין אחרים והזדווגות. עד לאחרונה, מדענים לא היו בטוחים אם כיסויי הראש הגרמיים השונים הללו התפתחו באופן עצמאי בכל קבוצת מעלי גירה או מאב קדמון משותף.
מחבר המחקר זכרי קלמרי סורק גולגולת איילים במוזיאון האמריקאי להיסטוריה של הטבע. קרדיט: מאט שנלי/ AMNH
כדוקטורט בביולוגיה השוואתית. תלמיד בבית הספר לתארים מתקדמים ריצ'רד גילדר במוזיאון, קלמרי החל לחקור שאלה זו באמצעות ניתוח צורות תלת מימד גנומי ומבוסס מחשב. בעבודה עם אוצר פריק של המוזיאון ליונקים מאובנים ג'ון פלין, קלמרי התמקדה ברצף תעתיקים, הגנים המבוטאים ברקמה בזמן מסוים, עבור כיסויי ראש. המחקר שלהם תומך ברעיון שכל צורות כיסויי הגירה התפתחו מאב קדמון משותף כצמחים גרמיים מזווגים מה"מצח" של החיות, האזור הסמוך לעצמות הקדמיות של הגולגולת.
תובנות ממחקר גנטי
"התוצאות שלנו מספקות עדויות נוספות לכך שקרניים נוצרות מהציצה העצבית של הגולגולת, שכבת תאים עובריים היוצרים את הפנים, ולא מהתאים היוצרים את העצמות בצדדים ובחלק האחורי של הראש", אמר פלין. "מדהים שאלו אותם תאים שיוצרים קרניים. והדפוסים הייחודיים של ביטוי גנים בקרני בקר ובקרני צבי, ביחס ל"בקרות" אחרות של רקמות העצם והעור, מספקות עדות משכנעת למקור המשותף של היבטים בסיסיים של מבנים גרמיים מרהיבים אלה באב קדמון קדום.
על ידי השוואת תעתיק קרן הבקר החדשים שלהם לתעתיקי קרני צבי ועור חזירים, קלמרי ופלין אישרו לראשונה עם תעתיקים שהבדלים ספציפיים למשפחה בכיסויי הראש התפתחו ככל הנראה כהרחבות על מבנה גרמי כללי שעבר בירושה מאב קדמון משותף.
"בנוסף לדפוסי ביטוי גנים התומכים במקור יחיד של קרניים וקרניים, התוצאות שלנו מראות גם שהוויסות של דפוסי ביטוי גנים במבנים אלה עשוי להיות שונה מעצמות אחרות", אמר קלמרי. "תוצאות אלו עוזרות לנו להבין את ההיסטוריה האבולוציונית של קרניים וקרניים ויכולות להצביע על כך שהבדלים בתוספי גולגולת אחרים של מעלה גירה, כמו אוסיקונים וחודים, הם גם הרחבות על תוספת גולגולת קדמונית משותפת."
מחקר זה מומן בחלקו על ידי בית הספר לתארים מתקדמים של ריצ'רד גילדר והקרן הלאומית למדע, מענק מס. DGE-0966166 ו-DDIG DEB-1601299.
