Алан Тьюрінг передбачив, що акули та птахи поділяють дивовижну особливість

Шаблони скрізь в природі, від кольорів Юпітера до смуг даниа. Шаблони навіть з'являються на різних тваринах. Вчені давно знали, що пір'я ссавців і птахів слідують за певною схемою, а нові дослідження публікуються в Досягнення науки показує, що шкали акули дотримуються однієї картини.

У статті, опублікованій 7 листопада, група дослідників визначила, як зубці акули - крихітні, V-подібні шкали, що покривають їх тіла - слідують шаблону, визначеному теорією реакції-дифузії Алана Тьюрінга. Ця теорія, яку математик, що розбиває коди, опублікував у 1952 році, окреслює, як молекули в біологічних системах можуть викликати певні закономірності. Ці закономірності, як з'ясували вчені, здатні точно описати розвиток волосяних фолікулів і пір'яного малюнка. Тепер акули приєднуються до списку тварин, чиї придатки Тьюрінга передбачали.

Гарет Фрейзер, доктор філософських наук, доцент кафедри еволюційної біології в Університеті Флориди, працював над дослідженням в університеті Шеффілда у Великобританії. Він вперше побачив щось цікаве в ДНК курей, досліджуючи, як вони розвивають свої пір'я.

"Ми виявили ці дуже приємні лінії експресії генів, що є зразком, де з'являються ці плями, які з часом переростають у пір'я", - сказав Фрейзер. "Ми думали, що акула робить подібну річ, і ми знайшли два ряди на дорсальній поверхні, які починають весь процес".

За допомогою генетичного аналізу та експерименту з генетичним гальмуванням у дрібнозернистій кішці (Sicliorhinus canicula), вчені гальмували деякі гени від експресії в ембріонах акул - подібні гени, як ті, що контролюють процес розвитку пір'я у пташенят. Коли вони зробили це, вони виявили, що вони можуть запобігти розвитку ряду шкал, що підтримує ідею, що придатки курей і акул контролюються подібним набором генетичної інформації.

Але вони також хотіли з'ясувати, чи взірці ваги акул підходять для математики Тьюрінга.

«Ми об'єдналися з математиком, щоб з'ясувати, що таке модель і чи зможемо ми її моделювати. Ми виявили, що зубці шкіри акули точно зображені через набір рівнянь, які придумав Алан Тьюрінг - математик, комп'ютерний вчений і розбивач коду, - сказав Фрейзер. Він і його колеги виявили, що рівняння дифузії реакції Тьюрінга співпадають з тим, що вони спостерігали на зубцях акул, показаних на відеозображенні КТ вище.

Рорі Купер, доктор філософії. студент університету Шеффілда і перший автор статті, пояснив, що оскільки акули належать до надзвичайно старої гілки еволюції хребетних, вивчення шкіри акули може дати вченим краще уявлення про те, що придатки шкіри хребетних - як волосся і луска - виглядали дуже рано.

"Ми хотіли дізнатися про процеси розвитку, які контролюють, як структуруються ці різноманітні структури, і тому процеси, які полегшують їх різні функції", - сказав він.