Des petits os d’une girafe aux cornes massives d’un élan mâle – qui peuvent devenir aussi larges qu’une voiture – les coiffures des mammifères ruminants ongulés sont extrêmement diverses, et de nouvelles recherches suggèrent qu’en dépit des différences physiques, les aspects fondamentaux de ces mammifères osseux sont extrêmement divers. sont probablement des adaptations. Il peut avoir évolué à partir d’un ancêtre commun.

Ce résultat est publié Aujourd’hui dans le magazine Biologie de la communication Par des chercheurs du Musée américain d’histoire naturelle, du Baruch College et du Graduate Center de la City University of New York.

« Les bois et les bois sont des structures incroyablement diverses, et les scientifiques débattent depuis longtemps de leurs origines évolutives », a déclaré Zachary Calamari, professeur adjoint au Baruch College et au Graduate Center de la City University de New York et associé de recherche au musée. « Cette recherche génomique nous rapproche non seulement de la résolution du puzzle évolutif, mais nous aide également à mieux comprendre comment les os se forment chez tous les mammifères. »

Il existe environ 170 espèces de mammifères ruminants modernes à sabots, et bien d’autres encore dans les archives fossiles. Les coiffures que nous voyons aujourd’hui se déclinent en quatre types : cornes, bois, cornes osseuses et pronghorns – et sont utilisées de diverses manières, notamment pour la défense, la reconnaissance des autres membres de l’espèce et l’accouplement. Jusqu’à récemment, les scientifiques ne savaient pas si les différentes coiffes osseuses évoluaient indépendamment chez chaque groupe de ruminants ou si elles provenaient d’un ancêtre commun.

En tant que doctorat en biologie comparée. Calamari, étudiant à la Richard Gilder Graduate School du musée, a entrepris d’étudier cette question à l’aide d’une analyse informatique du profil génomique 3D. En collaboration avec John Flynn, conservateur Frick des mammifères fossiles du musée, Calamari s’est concentré sur le séquençage des transcriptomes, qui sont des gènes exprimés dans les tissus à un moment précis, pour les coiffures.

Leurs recherches soutiennent l’idée selon laquelle toutes les formes de couvre-chefs de ruminants ont évolué à partir d’un ancêtre commun en tant qu’excroissance osseuse du « front » des animaux, la zone proche des os frontaux du crâne.

« Nos résultats fournissent une preuve supplémentaire que les cornes sont formées à partir de la crête neurale crânienne, une couche de cellules embryonnaires qui forment le visage, plutôt qu’à partir de cellules qui forment les os sur les côtés et à l’arrière de la tête », a déclaré Flynn. « Il est frappant de constater que ce sont les mêmes cellules qui forment les cornes. Les modèles distincts d’expression génétique dans les cornes de bovins et de cerfs, comparés à d’autres contrôles dans les tissus osseux et cutanés, fournissent une preuve irréfutable d’une origine commune pour les aspects fondamentaux de ces cellules.  » « Des squelettes étonnants chez un ancien ancêtre. »

En comparant les transcriptions de bois de bovin nouvellement séquencées avec celles de bois de cerf et de peau de porc, Calamari et Flynn ont confirmé pour la première fois à l’aide de la transcriptomique que les différences de couvre-chef spécifiques à la famille ont probablement évolué en tant que détails d’une structure osseuse générale héritée d’un ancêtre commun.

« En plus des modèles d’expression génique qui soutiennent une origine unique pour les cornes et les cornes, nos résultats montrent également que la régulation des modèles d’expression génique dans ces structures peut différer de celle d’autres os », a déclaré Calamari.

« Ces résultats nous aident à comprendre l’histoire évolutive des bois et des bois et pourraient indiquer que les différences dans les autres appendices crâniens des ruminants, tels que les os et l’antilope d’Amérique, sont également des détails sur l’appendice crânien ancestral commun. »