Utilizando el registro fósil como guía, un equipo de investigación llevó a cabo la primera reversión exitosa de las características del cráneo de un ave. Los científicos replicaron el desarrollo molecular ancestral para transformar embriones de pollo en muestras con configuración de hocico y paladar similar a la de los pequeños dinosaurios como el Velociraptor y Archaeopteryx.
Los científicos informaron que su objetivo era comprender las bases moleculares de una importante transición evolutiva; no era la de crear un un "dino-pollo”.
El estudio detalla un novedoso enfoque para encontrar el mecanismo molecular involucrado en la creación del esqueleto del pico. Los investigadores hicieron, en primer lugar, un análisis cuantitativo de la anatomía de los fósiles relacionados entre sí y animales existentes para generar una hipótesis acerca de la transición. Luego, se buscaron posibles cambios en la expresión de genes que se correlacionaron con la transición.
Posteriormente, el equipo analizó la expresión de genes en los embriones de emús, caimanes, lagartos y tortugas. Así descubrieron que los dos principales linajes de vida de los pájaros (los neognaths comunes y las más raras paleognaths) difieren de los principales linajes de reptiles no-aves (cocodrilos, tortugas y lagartos) y de mamíferos, en que poseen una zona de expresión génica mediana única constituido por dos genes de desarrollo faciales diferentes que se expresan durante el desarrollo embrionario temprano. Esta característica de expresión génica sólo había sido previamente observado en los pollos.
Luego, los científicos usaron inhibidores de moléculas pequeñas para eliminar la actividad de las proteínas producidas en la zona de señalización específica en los embriones de pollo, con lo cual fueron capaces de inducir la actividad molecular y la anatomía ancestral. No sólo se pudo revertir la estructura del pico, el proceso también logró volver el hueso palatino ubicado en el techo de la boca a su estado ancestral.
Todo este proceso fue inesperado para los investigadores y demuestra la forma en que un solo mecanismo de desarrollo simple puede tener efectos muy variados e inesperados, sostuvieron. Durante el trabajo, se extrajo ADN de diversas especies con el fin de clonar fragmentos de material genético para buscar la expresión de genes específicos.
Esta investigación tiene varias implicaciones, informaron. Si un solo mecanismo molecular es responsable de esta transformación, debería haber una correspondencia vinculada al registro fósil.
Así por ejemplo, en el Hesperonis, que es un pariente cercano de las aves modernas que aún conserva los dientes y el tallo más primitivo de aves con un pico fundido, tiene el premaxilar alargado y posee un moderno hueso palatino aviar. Estos, premaxilares son los pequeños huesos en la punta de la mandíbula superior de la mayoría de los animales, pero se agrandó y se fundió para formar el pico de las aves modernas.
Los investigadores señalaron que este mismo enfoque podría utilizarse para investigar los mecanismos subyacentes de desarrollo en una serie de grandes transformaciones evolutivas.
El trabajo fue dirigido por Bhart-Anjan S. Bhullar de la Universidad de Yale y Arhat Abzhanov de la Universidad de Harvard y fue publicado en la revista Evalution.