Las plumas evolucionaron en los dinosaurios y son una característica clave de las aves hoy en día. Están dispuestas en un patrón hexagonal preciso en la piel de un ave, pero no ha quedado claro cómo sucede esto. Según un nuevo estudio publicado el 21 de febrero en el acceso abiertodiario PLOS Biología , dirigido por el Dr. William Ho y Denis Headon de la Universidad de Edimburgo, y sus colegas colaboradores, el diseño de las plumas de las aves se basa en la señalización a través de la ectodisplasina EDA y su receptor EDAR, la misma vía de señalización conocida por ser crucial paraLa formación de folículos pilosos, dientes y escamas en peces, lagartos y mamíferos.
Durante el desarrollo de un ave, las plumas surgen primero en una fila a lo largo de la mitad de la espalda la línea media dorsal, con filas de nuevos brotes de plumas añadidos secuencialmente en una ola de expansión. Estudios recientes han demostrado que la variación natural en el diseño de plumas está asociadacon dos vías que involucran moléculas de señalización llamadas factor de crecimiento de fibroblastos FGF y proteína morfogenética ósea BMP. Para arrojar más luz sobre este tema, Ho, Headon y sus colegas investigaron cómo la señalización entre células, los cambios en el movimiento y la densidad celular, y los procesos mecánicosintegrar para impulsar la formación del patrón de plumas.
Los investigadores muestran que el diseño de las plumas de las aves se basa en la señalización de FGF y BMP acopladas, junto con el movimiento de las células en la dermis células mesenquimales. Además, una tercera vía, la señalización EDA / EDAR, es la señal críticaEn un proceso mecánico-químico, FGF20 induce a las células a agregarse, comprimiendo la epidermis suprayacente para intensificar rápidamente la expresión de FGF20. La onda viajera de la formación de plumas es impuesta por la ola de patrones, propagándose e interactuando con un gradiente de densidad celular mesenquimatosa.onda expansiva de EDA, que a su vez inicia la producción de FGF20. La onda de EDA se propaga a través de un gradiente de densidad de células mesenquimatosas, lo que desencadena la formación de patrones al reducir el umbral de células mesenquimatosas necesarias para comenzar a formar un brote de plumas.
Curiosamente, los investigadores descubrieron que, a diferencia de los pollos y los patos, estas olas y el conjunto hexagonal preciso de sus patrones de plumas se han perdido a través de diferentes rutas de desarrollo en el emú y el avestruz no voladores.
"La formación de plumas se ha estudiado durante más de 50 años como un modelo para comprender cómo los tejidos simples interactúan para producir órganos", dijo Headon. "Con las nuevas tecnologías ahora podemos observar el proceso de desarrollo de órganos a medida que sucede, dando una profundaPercepciones sobre cómo el cuerpo embrionario produce una anatomía compleja a través de las células que se mueven y se comunican entre sí. A medida que descubrimos las reglas subyacentes sobre cómo se determina el número de plumas antes de la eclosión de los pollos, podemos imaginar formas de adaptar la densidad de plumas en las aves de granja.experimentar sobrecalentamiento, para ser apropiado para el clima que habitarán "
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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