β角蛋白是支持鳥類飛行的重要因素
鳥類羽毛的主要成分是蛋白質(zhì)，同時還含有部分β角蛋白，β角蛋白在鳥類的鱗片及爪子、鱷魚、變色龍中也有發(fā)現(xiàn)，而哺乳動物的毛發(fā)和指甲中存在相似但不同的α角蛋白。β角蛋白一直以來都是鱗片、羽毛和爪子的重要成分，經(jīng)歷了上百萬年的進化，它形成了幾個不同的種類。來自南加州大學的生物學家RogerSawyer長期研究β角蛋白，隨著近年來研究工具的快速更新，他的研究已經(jīng)通過生物化學、免疫學到達了分子層面。Sawyer帶領的研究團隊已鑒定出自3億年前蛋白質(zhì)出現(xiàn)之后的眾多β角蛋白種類，在這之間，有一種氨基酸序列（31個殘基長）在各個物種中普遍出現(xiàn)并能表達β角蛋白，但所表達的β角蛋白隨物種不同而存在輕微不同。
由于技術進步，許多現(xiàn)代鳥類的完整基因組已被測出，包括斑胸草雀（zebrafinch）、雞、火雞。化石證據(jù)顯示雞與火雞于1億年前開始分異，它們的基因序列也提供了一個可供比較的分異時間。通過比較β角蛋白基因在現(xiàn)代鳥類基因組中的細節(jié)以及它的主人花了多久才獲得目前的差異性，Sawyer的團隊獲得了β角蛋白的進化歷程。
不過如Sawyer和MatthewGreenwold不久前的研究顯示，羽毛中β角蛋白家族與羽毛本身的進化歷程卻不相同。例如赫氏近鳥龍（Anchiornishuxleyi）是1.55億年前的全羽毛化石，它羽毛中的β角蛋白在1.43億年前才開始進化出自身的顯著特征，而在1.25億年前，β角蛋白經(jīng)歷了一個急劇發(fā)展時期。研究還顯示，鱗片及爪子中的β角蛋白比羽毛中出現(xiàn)要早，這表明，越早發(fā)現(xiàn)的羽毛其含有的β角蛋白與鱗片及爪子（一種更為原始、廣義的羽毛）中的β角蛋白越相近。
這一結論與對早期羽毛生物物理學研究所得到的早期羽毛不支持飛行的結論一致。由于缺少主軸提供的支撐力和β角蛋白提供的韌性，擁有早期羽毛的生物恐怕都并非為了飛行而擁有羽毛。許多學者猜測，羽毛的出現(xiàn)最初可能僅是為了調(diào)控體溫。有研究報道在現(xiàn)代鳥類羽毛中發(fā)現(xiàn)了大量β角蛋白序列，這比1.25億年前要多得多，β角蛋白隨著鳥類的進化而快速進化著。Greenwold說，一定存在某一事件使得β角蛋白能夠如此快速的發(fā)展，從而令β角蛋白在動物身上起到如此關鍵的作用（提供飛行支撐力）。Sawyer和MatthewGreenwold計劃研究不會飛行的駝鳥和鴯鹋，或許它們能給出更為明確的答案。（新華網(wǎng)）