Biến đổi gà thành khủng long - tại sao lại khả thi?

Jack Horner, giáo sư cổ sinh vật học tại Đại học bang Montana và là người phụ trách cổ sinh vật học tại Bảo tàng Rockies từ lâu đã ủng hộ ý tưởng sửa đổi con gà để trông giống khủng long.

Horner cho biết, có bốn sửa đổi chính cần thiết để tạo ra cái gọi là chickenosaurus (gà khủng long). Để biến một con gà thành một con thú giống khủng long, các nhà khoa học sẽ phải cho nó răng và một chiếc đuôi dài, đồng thời biến đôi cánh của nó trở lại thành cánh tay và bàn tay.

Sinh vật này cũng sẽ cần một cái miệng được sửa đổi, một kỳ công do các nhà nghiên cứu đã thực hiện nghiên cứu mới nhất này thực hiện.

Horner nói: "Dự án này có thể ví nó với dự án mặt trăng. Chúng tôi biết mình có thể làm được; chỉ là có ... một số trở ngại lớn."

Thách thức phía trước

Một trong những rào cản lớn đó đã được làm sáng tỏ trong nghiên cứu mới nhất, trong đó các nhà nghiên cứu đã biến mỏ gà thành mõm khủng long. Nhưng ngay cả bước dường như nhỏ đó cũng liên quan đến bảy năm làm việc. Đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu sự phát triển của mỏ trong phôi của gà và emus, và sự phát triển của mõm trong phôi của rùa, cá sấu và thằn lằn.

Các nhà nghiên cứu cho biết, có khả năng hàng triệu năm trước, các loài chim và bò sát đã có những con đường phát triển tương tự như vậy, nhưng theo thời gian, những thay đổi đã dẫn đến sự phát triển của mỏ ở các loài chim.

Rất khó để các nhà khoa học lấy phôi của các loài động vật ngày nay, chẳng hạn như cá sấu, để so sánh vì họ phải tìm các trang trại nuôi chúng. Và sau đó, công việc phân tử - xác định chính xác các con đường phát triển khác nhau, chúng khác nhau như thế nào và điều gì kiểm soát chúng - có thể mất "vô số giờ và hàng trăm thí nghiệm cho một vài thí nghiệm thành công", Bhart-Anjan, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết.

Bhullar, một nhà cổ sinh vật học và nhà sinh học phát triển hiện đang làm việc tại Đại học Chicago và được bổ nhiệm chéo tại Đại học Yale, nơi ông sẽ bắt đầu làm giảng viên toàn thời gian. "Nó giống như việc tìm thấy hóa thạch."

Để "tìm thấy hóa thạch", các nhà nghiên cứu cần một hồ sơ hóa thạch mở rộng về các loài chim và tổ tiên của chúng để xem các loài chim trông như thế nào ở các giai đoạn tiến hóa khác nhau của chúng.

Bhullar; cố vấn tiến sĩ của ông Arkhat Abzhanov, một nhà sinh học phát triển tại Đại học Harvard, Mỹ; và các đồng đội của họ tập trung vào hai gene hoạt động trong quá trình phát triển khuôn mặt. Mỗi gene mã hóa một protein, nhưng các protein - thực hiện công việc của gene - cho thấy các hoạt động khác nhau trong quá trình phát triển phôi của gà và bò sát ngày nay. Khi các nhà nghiên cứu ngăn chặn hoạt động của hai loại protein này ở gà, những con chim đã phát triển cấu trúc

Biến đổi mỏ thành mõm

Và sau đó, có một phát hiện bất ngờ đã tiết lộ nhiệm vụ phức tạp trước mắt: Khi nhóm biến đổi mỏ của phôi gà thành mõm, họ cũng vô tình thay đổi vòm miệng hay vòm miệng của gà.

Ngược lại, vòm miệng của phôi chim rộng và phẳng, và kết nối "với phần còn lại của hộp sọ theo cách mà vòm miệng của loài bò sát tổ tiên đã làm, nhưng vòm miệng của chim thì không", Bhullar nói. Trên thực tế, chim có thể nâng hàm trên lên độc lập với hàm dưới - một khả năng không thấy ở hầu hết các động vật có xương sống khác.

Vì vậy, bằng cách thay đổi mỏ, các nhà nghiên cứu cũng thay đổi khẩu vị. Khi các nhà nghiên cứu quay lại hồ sơ hóa thạch, họ nhận thấy rằng xương mõm và xương vòm miệng dường như thay đổi cùng nhau trong suốt quá trình tiến hóa. Ví dụ, một hóa thạch 85 triệu năm tuổi của một sinh vật giống chim có răng và mỏ nguyên thủy cũng có vòm miệng giống chim.

Bhullar nói: "Một phần của việc đó là xác minh bằng thực nghiệm xem liệu những thay đổi phân tử mà chúng ta thấy có thực sự có thể thay đổi cấu trúc giải phẫu theo những cách chúng ta đã dự đoán hay không. Theo một cách nào đó, điều đó tóm tắt lại sự thay đổi mà chúng ta thấy trong hồ sơ hóa thạch."

Nhưng mục tiêu của ông "chỉ đơn giản là hiểu, theo một cách sâu sắc nhất có thể, các cơ chế phân tử đằng sau các quá trình chuyển đổi tiến hóa lớn," . Ông không quan tâm đến việc tạo ra "một loài chim giống khủng long hơn, giống như loài chim nonavian".

Nhưng Horner quan tâm đến việc tạo ra cái gọi là chickenosaurus. Nhóm của ông hiện đang làm việc để tạo cho con gà một cái đuôi dài - được cho là phần phức tạp nhất của việc tạo ra một con gà khủng long. Ví dụ, họ chỉ kiểm tra gene ở chuột để xác định loại con đường di truyền nào ngăn cản sự phát triển của đuôi. Ông nói, kiến thức này có thể giúp họ tìm ra cách chuyển đổi sự phát triển của đuôi.

Chụp CT sọ của phôi gà đối chứng, phôi gà bị biến đổi và phôi cá sấu. Phôi gà có hoạt tính protein đã được sửa đổi so với mõm của tổ tiên.

Bhullar nói rằng, nếu các đặc điểm giống khủng long, chẳng hạn như mõm và răng, được phục hồi, ông tự hỏi "liệu bộ não sẽ không tự quay lại theo một cách nào đó có thể cho phép những con vật này sử dụng những đặc điểm này".

Horner đã ví việc cho một con gà cái đuôi giống khủng long giống như việc lai tạo một con sói thành chú chó nhỏ xinh Chihuahua, ngoại trừ việc nó diễn ra trong một khoảng thời gian nhanh hơn.

Ông nói: "Chúng tôi đã có tất cả các loại động vật biến đổi gen chỉ từ việc lai tạo. Về cơ bản, chúng tôi có thể làm bất cứ thứ gì chúng tôi muốn, một khi chúng tôi hiểu được gene."