科学家希望鸡长出恐龙的毛，一半的毛被鸡拒绝了。

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胚胎发育第一 12 像恐龙原始羽毛一样长出来的羽毛？ Rory Cooper & Michel Milinkovitch

但是他们仍然不明白为什么鸡会拒绝。

发文 | 冬鸢

审校 | 二七

说到羽毛，我们会立刻想到鸟；说到鸟，我们会立刻想到飞翔；说到飞翔，我们不得不谈谈羽毛在其中的作用。

鸟类是当今世界上唯一拥有羽毛的生物群体，不同种类的羽毛相互配合，赋予它们飞翔的能力。它们被许多不对称的羽毛覆盖在流线上，可以巧妙地利用空气动力学。有时羽毛片的尖端被紧紧锁住，形成一个光滑的表层，可以抵御风。有时羽毛分支结构松散蓬松，可以减少飞行过程中的热量排放。

然而，地球上最早出现的羽毛不是现在的形状，也不是鸟。虽然关于羽毛的演变和发源一直存在争议，但古生物学发现和发展生物学的研究表明，最早的羽毛形状叫做“原始羽毛”（proto-feathers），大概出现在 2 一些十亿年前的非飞禽恐龙。一些古生物学家也认为，原始羽毛可能在约会中。 2.4 在一亿年前的三叠纪初，恐龙和翼龙的共同祖先就出现了。

在 3 月 20 《公共科学图书馆日发表》 · 生物学》（PLOS Biology）在一项研究中，科学家们试图让鸡长出这种已经消失很久的原始羽毛，但是它们最终只成功了一半。但在讲这个故事之前，我们先来回顾一下羽毛的过去。

实验设计丨 Fabrice Berger & Michel Milinkovitch 2025

恐龙的羽毛

羽毛不同于现代鸟类，原来的羽毛没有支撑和羽轴，也没有现代羽毛基部凹陷的毛囊，只是从皮肤表面延伸出来的圆柱形空心细条结构。它们最初的功能与航行无关。科学家猜测，它们最初的功能可能是保持体温，也可能是装饰或伪装，因为化石数据显示，一些原始羽毛可能有明显的颜色。

截至 2019 2008年，系统树分布着恐龙羽毛。 Cladogram by Kiwi Rex - Phylogeny and integument description based on Benton et al. ( 2019 ) CC BY-SA 4.0

而且在之后漫长的历史长河中，原来的羽毛逐渐演变成现在我们熟悉的样子。

从 20 世纪 90 从20世纪90年代开始，一系列重磅化石发现证实，兽脚恐龙(一种主要靠后腿行走的食肉恐龙)在许多支派中有不同形状的羽毛。侏罗纪的许多恐龙简单的羽毛，类似于原始羽毛，以及类似于今天飞禽绒羽毛和正羽的复杂羽毛。而约 1.5 一亿年前的始祖鸟已经具有现代不对称飞羽和一些飞禽骨骼的特点。

在白垩纪早期，恐龙羽毛的形状多种多样，许多科学家认为小偷龙不对称的羽毛特征具有飞行能力。然而，在白垩纪晚期，手盗龙恐龙的翅膀和尾巴正羽已经完全具备了空气动力学的特点，让它们能够航行。

让鸡长出恐龙羽毛

没有介导羽毛形态发生的分子信号的变化，羽毛形态和功能的不断演变是不可或缺的。但是无论是现在复杂的飞禽羽毛，还是简单的原始羽毛，分子信号传导和形态发生在胚胎发育早期的过程几乎相同。不仅如此，羽毛在胚胎发育初期也与其他皮肤附着物非常相似，如毛发和鳞片。只是当它们发育到一定阶段时，不同的分子信号通道使它们成长为特定的外观。

对现代飞禽羽毛的形成，一条非常重要的分子信号通路叫做 sonic hedgehog（Shh），对羽毛的羽支形成至关重要。在 2023 年度发表于《科学》 · 进展》（Science Advances）在上述研究中，研究人员通过促进研究 Shh 通道，成功地将鸡腿的鳞片变成了羽毛。但是在《公共科学图书馆》中发表 · 在这项新的生物学研究中，科学家们试图通过抑制来应对变化。 Shh 通道，使鸡的羽毛不再具有复杂的特性，回到原来羽毛的简单结构。

原论文研究了鸡胚胎的羽毛生长过程。

所以，它们是第一个胚胎发育的。 9 天空，也就是羽芽（feather-bud，在羽毛的原基长成之前，有一种精确的静脉输液叫做 sonidegib 药物，这种药能抑制药物 Shh 通道信号传导。发现，胚胎开始长出类似原始羽毛的结构。——结构紧凑，无支撑，无凹陷毛囊。

但是这种情况持续了很短的时间，第一，胚胎发育 14 从天而降，鸡胚中的羽毛形态开始逐渐恢复到正常的飞禽羽毛形态。原本休眠的毛囊被重新激活，最终发育成羽毛正常的鸡。

这次探索的通讯作者 Michel Milinkovitch 总结一下:“我们的实验表明，虽然发育过程中的短期影响可以永久将足部鳞片变成羽毛，但要永久破坏羽毛发育本身就要困难得多。显然，在进化过程中，相互作用的基因网络变得非常强大。即使在巨大的遗传或环境干扰下，羽毛的正常发育也能得到保证。现在最大的挑战是了解基因的相互作用是如何改变的，从恐龙时期到现在，羽毛已经从恐龙时期发展起来。

如今，随着恐龙的灭绝，最简单的原始羽毛已经消失，但是在今天的飞禽中，羽毛的进化过程仍在继续。猫头鹰羽毛的独特结构可以帮助他们更好地听到猎物的声音；蚂蚁羽毛演变成极其坚韧的羽毛，有利于它们高频振翅；放弃飞行的企鹅，羽毛变得更加坚硬，在翅膀和身体表面形成有质感的表层，方便它们游泳...

而且生物学的秘密，还有待科学家们进一步揭开。

参考文献

[ 1 ] https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3003061#pbio.3003061.ref017

[ 2 ] https://www.eurekalert.org/news-releases/1076748

[ 3 ] https://www.eurekalert.org/news-releases/1077117

[ 4 ] https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/abstract/S0169-5347 ( 19 ) 30140-5?_returnURL=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0169534719301405?showall=true

[ 5 ] https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev-animal-022513-114127

[ 6 ] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10191425/

[ 7 ] https://www.nhm.ac.uk/discover/news/2025/february/origin-feathers-remains-mystery.html

2024环球科学 年 9 《羽毛的进化艺术》月刊

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