Το κοτόπουλο είναι το πολυπληθέστερο γεωργοκτηνοτροφικό ζώο και η κυριότερη πηγή ζωικής πρωτεΐνης για τους ανθρώπους.
Όμως, παρά την πανταχού παρουσία και τη σημασία του, εδώ και αιώνες οι βιολόγοι δυσκολεύονται να εξηγήσουν πώς το κοτόπουλο έγινε κοτόπουλο.
Τα κοτόπουλα προέρχονται από αυγά, αλλά τα αυγά προέρχονται από κοτόπουλα. Ποιο λοιπόν ήρθε πρώτο;
Δύο τύποι μορίων είναι απαραίτητα για τη ζωή. Τα κύτταρα περιέχουν μόρια πρωτεΐνης, τα οποία εκτελούν τις περισσότερες από τις βιοχημικές και φυσικές λειτουργίες. Τα κύτταρα περιέχουν επίσης μόρια DNA και RNA, τα οποία μεταφέρουν τις πληροφορίες σχεδίου για τη δημιουργία περισσότερων κυττάρων.
Όταν πρωτοεμφανίστηκε η ζωή στη Γη πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ποια ήταν η πρώτη: λειτουργία ή πληροφορίες; Είναι ένα σημαντικό άλυτο πρόβλημα του πώς προέκυψε η βιολογία από την πρεβιοτική χημεία, αναφέρει το BigThink.
Ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ζωή ξεκίνησε για πρώτη φορά - την «Ημέρα Πρώτη» - από το RNA, επειδή ορισμένα μόρια RNA μπορούν να λειτουργούν και σαν πρωτεΐνες. Άλλοι υποστηρίζουν ότι οι πρωτεΐνες ήρθαν πρώτες. Η προοπτική της πρώτης πρωτεΐνης βοηθά στην επίλυση ενός άλλου μεγάλου μυστηρίου: Από πού προήλθε η δαρβινική εξέλιξη;
Θέλουμε να μάθουμε όχι μόνο ποια μορφή ύλης προέκυψε την «Πρώτη Ημέρα», αλλά και γιατί αυτή η ύλη θα επιμείνει και θα προσαρμοστεί και θα προχωρήσει στη Δεύτερη Ημέρα, στην Τρίτη Ημέρα και μετά.
Από τον Κάρολο Δαρβίνο πριν από 160 χρόνια, μάθαμε πολλά για το πώς λειτουργεί η εξέλιξη, αλλά δεν έχουμε ιδέα πώς ξεκίνησε. Η εξέλιξη πρέπει να είχε μια αρχή.
Δεν είναι ένας παγκόσμιος νόμος, όπως οι αρχές της φυσικής ή της χημείας, που λειτουργούν από την αρχή του Σύμπαντος. Από όσο γνωρίζουμε, η εξέλιξη βρίσκεται σε εξέλιξη μόνο από τότε που πρωτοεμφανίστηκε η βιολογία πριν από περίπου 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά το σχηματισμό της γης.
Γιατί οι πρωτεΐνες ήταν πρώτες
Γιατί οι πρωτεΐνες έρχονται πρώτα; Οι πρωτεΐνες αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της μάζας ενός κυττάρου, επομένως οι διαφορικοί ρυθμοί ανάπτυξης που αποτελούν το «άλεσμα» για τον μύλο της κυτταρικής εξέλιξης είναι σε μεγάλο βαθμό θέμα διαφορικής παραγωγής πρωτεΐνης.
Οι πρωτεΐνες είναι μοναδικές στο να έχουν σχέσεις αλληλουχίας -> δομής -> λειτουργίας. Τα περισσότερα άλλα πολυμερή, συμπεριλαμβανομένων των περισσότερων RNA, δεν το κάνουν.
Οι πρωτεΐνες σχηματίζουν συγκεκριμένες δομές, οι οποίες είναι οι βάσεις για τις μοριακές λειτουργίες που δημιουργούν τις δράσεις και τις συμπεριφορές του κυττάρου. Σκεφτείτε ότι τα 20 αμινοξέα μιας πρωτεΐνης εμπίπτουν σε δύο περίπου κατηγορίες: υδρόφοβα μονομερή που μοιάζουν με λάδι και πολικά μονομερή που μοιάζουν με νερό. Οι πρωτεΐνες διπλώνουν.
Αυτό κάνει τις πρωτεΐνες μεγάλους καταλύτες.
Πώς όμως ξεκίνησε η παραγωγή πρωτεϊνών; Πρώτον, γνωρίζουμε από πειράματα ότι τα δομικά στοιχεία αμινοξέων των πρωτεϊνών εύλογα θα μπορούσαν να υπήρχαν στην πρώιμη Γη. Γνωρίζουμε επίσης ότι υπήρχαν απλοί καταλύτες που θα μπορούσαν αρχικά να συνδέσουν μεταξύ τους αμινοξέα σε πεπτίδια. Πεπτίδια, βρίσκονται ακόμη και σε ορισμένους μετεωρίτες.
Το άρθρο της Joanna Thompson στο Live Science είναι απολύτως κατατοπιστικό.
Οι περισσότεροι βιολόγοι δηλώνουν κατηγορηματικά ότι το αυγό ήρθε πρώτο.
Στο πιο βασικό τους επίπεδο, τα ωάρια είναι απλώς θηλυκά σεξουαλικά κύτταρα.
Τα σκληρά εξωτερικά αυγά που μπορούν να γεννηθούν στη στεριά (γνωστά και ως αμνιακά αυγά) άλλαξαν το παιχνίδι για τα σπονδυλωτά.
«Το αυγό είναι ένα τόσο σημαντικό βήμα στην εξέλιξη [των σπονδυλωτών], επειδή επέτρεψε στους αμνιώτες να απομακρύνονται όλο και περισσότερο από το νερό», δήλωσε στο Live Science ο Κόεν Στάιν, παλαιοντολόγος στο Βασιλικό Ινστιτούτο Φυσικών Επιστημών του Βελγίου. Πριν από την «αυγή» των αυγών με σκληρό κέλυφος φορτωμένων με θρεπτικούς κρόκους, τα σπονδυλωτά έπρεπε να βασίζονται σε υδάτινα σώματα για να αναπαραχθούν.
Τα περισσότερα αμφίβια εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν αυτόν τον υδρόβιο περιορισμό - πρέπει να διατηρούν τα ζελατινώδη αυγά τους υγρά για να επιβιώσουν.
Τα αληθινά πουλιά δεν εμφανίστηκαν στο αρχείο απολιθωμάτων μέχρι τα μέσα έως τα τέλη του Ιουρασικού, περίπου 165 εκατομμύρια έως 150 εκατομμύρια χρόνια πριν, σύμφωνα με έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Current Biology.
Αλλά οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα πρώτα αυγά με κέλυφος εξελίχθηκαν πολύ πριν από τότε, περίπου 325 εκατομμύρια χρόνια πριν, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Κέντρο Βιοποικιλότητας του Όστιν.
Αυτό σημαίνει ότι το αυγό ήρθε «πολύ πριν από το κοτόπουλο», είπε ο Στάιν. Αυτά τα πρώτα αυγά ήταν πιθανότατα ελατά και δερματώδη στην υφή, όπως τα αυγά που γεννούν τα σημερινά ερπετά και ο πλατύπους.
Υπήρχαν πολλά χερσαία σπονδυλωτά που γεννούσαν αμνιακά αυγά στην ανθρακοφόρο, την Πέρμια και την Τριασική περίοδο, αλλά τα πιο διάσημα από αυτά τα ζώα είναι οι δεινόσαυροι.
Ο Στάιν έχει μελετήσει μερικά από τα παλαιότερα γνωστά κελύφη αυγών δεινοσαύρων, τα οποία προέρχονται από την πρώιμη Ιουρασική περίοδο , περίπου 200 εκατομμύρια χρόνια πριν. Αυτά τα αυγά είχαν εξαιρετικά λεπτά εξωτερικά κελύφη, πάχους μόνο περίπου 100 μικρών.
«Αυτό είναι το πάχος μιας ανθρώπινης τρίχας», είπε ο Στάιν. Ωστόσο, με βάση τη δομή τους, αυτά τα πρώιμα αυγά δεινοσαύρων θα ήταν άκαμπτα, σαν πορσελάνη, παρά εύκαμπτα, σαν φλούδα μπανάνας, καθιστώντας τα το αρχαιότερο γνωστό παράδειγμα αυγού όπως το ξέρουμε σήμερα.
Αυτή η λεπτότητα πιθανώς εξηγεί γιατί οι ερευνητές δυσκολεύτηκαν να βρουν παλαιότερα παραδείγματα από τσόφλι αυγών. Όταν ένα αυγό συναντά πλούσιο, όξινο χώμα, αρχίζει να διαλύεται αργά.
«Το έδαφος θα είχε καταστήσει αδύνατο να διατηρηθεί ένα τόσο λεπτό ασβεστολιθικό στρώμα», είπε ο Στάιν. Μια άλλη ιδέα είναι ότι τα αυγά των πρώιμων δεινοσαύρων είχαν μαλακό κέλυφος και έτσι δεν διατηρήθηκαν καλά στο αρχείο απολιθωμάτων, σύμφωνα με μια μελέτη του 2020 που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature.
Άρα το αυγό σίγουρα προϋπήρχε του κοτόπουλου. Η υπόθεση έκλεισε, σωστά; Λοιπόν, όχι ακριβώς. Αν μιλάμε για το πρώτο αυγό κότας η ιστορία αλλάζει.
Τα κοτόπουλα (Gallus gallus domesticus) πιθανότατα εξελίχθηκαν από ένα υποείδος κόκκινων πτηνών της ζούγκλας ( Gallus gallus ) πριν από περίπου 50 εκατομμύρια χρόνια. Οι άνθρωποι που ζούσαν στη Νοτιοανατολική Ασία εξημέρωσαν για πρώτη φορά αυτά τα πουλιά κάπου μεταξύ 1650 π.Χ. και 1250 π.Χ., σύμφωνα με ένα ερευνητικό άρθρο του 2022 που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences.
Κάποια στιγμή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξημέρωσης, ο τελευταίος πρόγονος των σύγχρονων κοτόπουλων θα είχε γεννήσει ένα αυγό που περιέχει ένα έμβρυο με αρκετές γενετικές διαφορές ώστε να το κάνει να ξεχωρίζει από το μητρικό του είδος. Αυτό το εμβρυϊκό κοτόπουλο θα είχε αναπτυχθεί στο αυγό που δεν ήταν αρκετά κοτόπουλο πριν εκκολαφθεί.
Στη συνέχεια, αφού ενηλικιωνόταν, γέννησε το πρώτο σωστό αυγό κοτόπουλου. Με αυτόν τον τρόπο, το κοτόπουλο θα μπορούσαμε να πούμε ότι προϋπήρχε του αυγού κοτόπουλου.
Αλλά η εξελικτική ιστορία δεν είναι ξεκάθαρη. Υπάρχουν ενδείξεις ότι τα κοτόπουλα διασταυρώθηκαν με άλλα υποείδη πτηνών της ζούγκλας ακόμη και αφού έγιναν το δικό τους γενετικά ξεχωριστό υποείδος. Μερικά από αυτά τα χαρακτηριστικά είναι περισσότερο (ή λιγότερο) εμφανή σε ορισμένες σύγχρονες ράτσες κοτόπουλου.
Επιπλέον, η εξημέρωση του κοτόπουλου φαίνεται να έχει συμβεί ανεξάρτητα πολλές φορές σε μέρη της Ινδίας και της Ωκεανίας για αρκετές χιλιάδες χρόνια, σύμφωνα με το Πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν-Μάντισον. Έτσι, ο προσδιορισμός ποιο κοτόπουλο ήταν το πρωτότυπο μπορεί να είναι δύσκολο.
Ανεξάρτητα από το ποιο ήταν το πρώτο, βιολόγοι και φιλόσοφοι συμφωνούν ότι τα κοτόπουλα και τα αυγά έχουν κάτι σημαντικό κοινό: Είναι και τα δύο νόστιμα.