Foto via Hebreeuwse Universiteit
Eeuwenlang hebben wetenschappers, luchtvaartontwerpers en avonturiers geprobeerd de kwaliteiten na te bootsen waarmee vogels kunnen vliegen, namelijk vleugelstructuur en balans. Echter, zonder een extern mechanisme zoals een heteluchtballon of vliegtuig, zijn mensen aan de aarde gebonden gebleven, niet in staat om hun eigen lichaam te gebruiken om zichzelf in de stratosfeer voort te stuwen.
Terwijl onderzoekers zich lang hebben gericht op structurele factoren, zoals vleugels, die de categorie vogels bepalen, is in een recente in Science Advances gepubliceerd studie door professor Avihu Klar van de faculteit geneeskunde van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem en professor Claudio Mello van de Oregon Health and Science University ontdekt dat er specifieke moleculaire kenmerken zijn die vogels van dieren onderscheiden, en deze verschillen stellen vogels in staat met hun vleugels te klappen en de lucht in te gaan.
In eerdere studies ontdekten onderzoekers dat het vermogen van zoogdieren en reptielen om te lopen is ingebed in hun ruggenmerg. In deze nieuwe studie ontdekten de wetenschappers dat het vermogen om te vliegen is ingebed in het ruggenmerg van vogels. Het team onderzocht nauwkeurig de neurale netwerken van kippen- en muizenembryo's en ontdekte dat de genetische codering van het ephrin-B3-molecuul bij vogels fundamenteel anders is dan die van zoogdieren en reptielen.
“Het molecuul ephrin-B3 is aanwezig in zoogdieren, maar gemuteerd of afwezig bij vogels. Dit eenvoudige maar diepgaande verschil zorgt ervoor dat vogels met hun vleugels kunnen klappen en op de vlucht kunnen slaan”, vertelt Klar. Dieren, zoals knaagdieren, presenteren dit molecuul in zijn volste vorm en bewegen daarom in een stappende beweging van links naar rechts met hun voorste en achterste ledematen. Aan de andere kant bewegen muizen met een ephrin-B3-mutatie tegelijkertijd met een synchrone springbeweging van zowel de linker- als de rechterkant, vergelijkbaar met vogels.
Deze bevindingen versterkten hun theorie dat evolutie - genetische veranderingen in de loop van de tijd - vogels hielpen om een netwerk van neuronen te ontwikkelen dat een zeer gecoördineerd bewegingspatroon activeert, namelijk: het gelijktijdig klapperen van vleugels.
"Onze studie geeft een aanwijzing voor het evolutionaire raadsel: hoe is het zenuwstelsel geëvolueerd om stappen, vliegen en zwemmen te ondersteunen", zei Klar. "Het maakt de weg vrij voor toekomstige experimenten om de evolutie van neuronale netwerken te onthullen die de verschillende bewegingswijzen van benen en handen mogelijk maken, een kenmerk van tweevoetige dieren, zoals vogels en mensen."
