Forschung an Embryos: Schweizer Forscher konnten bei Hühnerembryos Dinosaurierfedern wachsen lassen. (Symbolbild)
Jarmoluk
Durch die Beeinflussung bestimmter Gene liessen sie Hühnerembryos vorübergehend Federn wachsen, die jenen von Dinosauriern ähneln. Die Ergebnisse dieses Experiments wurden am Donnerstag in der Fachzeitschrift «Plos Biology» veröffentlicht.
Damit zeigten sie, dass der sogenannte «Sonic hedgehog Signalweg» (Shh) bei der Entwicklung von Federn eine Schlüsselrolle spielt, wie es von der Universität Genf hiess. Das gebe Einblicke in die Evolution der Federn von den Dinosauriern bis zu heutigen Vögeln.
Dinosaurierfedern waren im Gegensatz zu heutigen Vogelfedern einfacher aufgebaut. Diese Protofedern, wie Forschende sie nennen, bestanden laut der Universität Genf wohl aus einzelnen, hohlen Fäden. Anders als heutige Vogelfedern wiesen sie keine Verzweigungen auf.
Federn statt Schuppen
Die neue Studie ist die Fortsetzung eines früheren Experiments, bei dem die Genfer Forschende Schuppen in Federn verwandelten. Konkret liessen sie Hühnern Federn an den normalerweise geschuppten Füssen wachsen. Dafür spritzten sie Hühnerembryos in Eiern ein Molekül, das den «Sonic hedgehog Signalweg» aktivierte. Signalwege sind Kommunikationssysteme, die die Übertragung von Nachrichten innerhalb und zwischen Zellen ermöglichen.
Eine einmalige Spritze reichte, um den Hühnern fedrige Beine zu verleihen. Diese experimentell erzeugten Daunen-Federn waren dabei mit denjenigen vergleichbar, die den Rest des Körpers bedecken.
Dinofedern statt Daunen
Diesmal machten es die Forschenden umgekehrt. Sie spritzten den Hühnereiern ein Molekül, das diesen Signalweg blockierte. «Da dieser Shh-Singalweg eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung der Federn spielt, wollten wir beobachten, was passiert, wenn er gehemmt wird», wurde Studienmitautor Rory Cooper von der Universität Genf in der Mitteilung zitiert.
Die Forscher spritzten den Hühnerembryos das Molekül am 9. Tag der Embryo-Entwicklung. Also kurz bevor sich die ersten Federansätze an den Flügeln bildeten. Anstatt normaler Federn entwickelten sich dabei unverzweigte Federn, die laut den Forschenden vermutlich den frühen Stadien der Protofedern von Dinosauriern glichen.
Ab dem vierzehnten Tag begann sich die Federbildung aber teilweise zu erholen. Einmal geschlüpft hatten die Kühen zwar einige kahle Hautstellen, aber unter der Haut schlummerten noch Federfollikel. Diese aktivierten sich später von selbst, sodass die sie als erwachsene Hühner ein ganz normales Federkleid bekamen.
Federn sind robust
«Unsere Beobachtungen zeigen also, dass eine einmalige Störung der Entwicklung der Beinschuppen zwar deren dauerhafte Umwandlung in Federn ermöglicht, es aber viel schwieriger ist, die Entwicklung der Federn zu stören», sagte Studienleiter Michel Milinkovitch in der Mitteilung.
«Offensichtlich wurde im Laufe der Evolution eine sehr hohe Robustheit des Geninteraktionsnetzwerks selektiert, um die Entwicklung von Federn auch bei Störungen während der Embryonalentwicklung zu gewährleisten», so der Forscher weiter. Die Herausforderung bestehe nun darin, zu verstehen, wie sich diese Netzwerke im Laufe der Evolution verändert haben.
