Alan Turing Předpověděl, že žraloci a ptáci sdílejí překvapující rys

Vzory jsou všude v přírodě, od barev Jupitera až po pruhy zebra. Vzory se dokonce objevují na různých zvířatech. Vědci již dlouho vědí, že chlupy a ptačí peří savců následují určitý vzor uspořádání a nový výzkum publikovaný v Vědecké pokroky ukazuje, že žraločí šupiny mají stejný vzor.

V článku publikovaném 7. listopadu tým vědců identifikoval, jak se žraloci 'denticles - malé, ve tvaru písmene V, které pokrývají jejich těla - sledovat vzor identifikovaný Alan Turingova reakce-difuzní teorie. Tato teorie, kterou v roce 1952 publikoval matematický kodex, popisuje, jak mohou molekuly v biologických systémech vyvolat určité vzorce. Tyto vzory, vědci od té doby našli, mohou přesně popsat vývoj vlasových folikulů a vzorování peří. Žraloci se nyní připojují k seznamu zvířat, jejichž přívěsky Turing předpověděli.

Gareth Fraser, Ph.D., odborný asistent evoluční vývojové biologie na University of Florida, pracoval na výzkumu na University of Sheffield ve Velké Británii. Nejdřív si všiml něčeho zajímavého v DNA kuřat a zkoumal způsob, jakým vyvíjejí peří.

„Našli jsme tyto velmi pěkné linie genové exprese, které se objevují v místech, kde se tyto skvrny objevují a nakonec rostou do peří,“ řekl Fraser. "Mysleli jsme si, že žralok udělá podobnou věc, a na hřbetním povrchu jsme našli dva řádky, které začínají celý proces."

Prostřednictvím genetické analýzy a experimentu s genetickou inhibicí v malém bodkovaném catsharku (Scyliorhinus canicula), vědci inhibovali některé geny z toho, aby se exprimovali v žraločích embryích - podobných genech, jako jsou ty, které kontrolují proces vývoje peří v mláďatech. Když to udělali, zjistili, že mohou zabránit vývoji některých řad šupin, což podporuje myšlenku, že přívěsky kuřat a žraloků jsou řízeny podobným souborem genetických informací.

Chtěli také zjistit, zda vzory žraločích šupin zapadají do Turingovy matematiky.

„Spojili jsme se s matematikem, abychom zjistili, co je to vzor a zda ho můžeme modelovat. Zjistili jsme, že žvýkačky kůže žraloka jsou přesně vzorovány pomocí sady rovnic, s nimiž přišel Alan Turing - matematik, počítačový vědec a jistič kódu, “řekl Fraser. On a jeho kolegové zjistili, že Turingovy reakce-difuzní rovnice odpovídají tomu, co pozorují na žraločích dentikulech, ukázané na videu CT.

Rory Cooper, Ph.D. student na univerzitě v Sheffieldu a první autor článku vysvětlili, že žraloci patří do extrémně staré věkové oblasti vývoje obratlovců, takže studium žraločí kůže může vědcům poskytnout lepší představu o tom, jak vypadaly přívěsky kůže obratlovců - jako vlasy a šupiny - jako časně.

„Chtěli jsme se dozvědět o vývojových procesech, které řídí, jak jsou tyto rozmanité struktury vzorovány, a tedy o procesech, které usnadňují jejich různé funkce,“ řekl.