Акулы и мелкие рыбёшки / Haie und kleine Fische (1957)
Muster gibt es überall in der Natur, von den Farben des Jupiters bis zu den Streifen eines Zebrafisches. Muster zeigen sich sogar bei sehr unterschiedlichen Tieren. Wissenschaftler wissen seit langem, dass die Haare und Vogelfedern von Säugetieren einem bestimmten Anordnungsmuster folgen und neue Forschungsergebnisse in veröffentlicht wurden Wissenschaftliche Fortschritte zeigt, dass Hai-Schuppen demselben Muster folgen.
In dem am 7. November veröffentlichten Artikel hat ein Team von Forschern herausgefunden, wie die Zähne der Haie - die winzigen, V-förmigen Schuppen, die ihren Körper bedecken - dem Muster folgen, das von Alan Turings Reaktions-Diffusionstheorie identifiziert wurde. Diese Theorie, die der Codebrechungsmathematiker 1952 veröffentlichte, beschreibt, wie Moleküle in biologischen Systemen zu bestimmten Mustern führen können. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass diese Muster die Entwicklung von Haarfollikeln und Federmustern genau beschreiben können. Jetzt kommen Haie in die Liste der Tiere, deren Anhängsel Turing vorhergesagt hat.
Gareth Fraser, Ph.D., Assistenzprofessor für Evolutionsbiologie an der University of Florida, war an der University of Sheffield in Großbritannien an der Forschung beteiligt. Er bemerkte zuerst etwas Interessantes in der DNA der Hühner, als er untersuchte, wie sie ihre Federn entwickeln.
"Wir haben diese sehr schönen Genexpressionslinien gefunden, in denen diese Flecken auftauchen, die schließlich zu Federn werden", sagte Fraser. "Wir dachten, dass der Hai vielleicht eine ähnliche Sache macht, und wir fanden zwei Reihen auf der Rückenfläche, die den gesamten Prozess starten."
Durch genetische Analyse und ein genetisches Inhibierungsversuch im kleinfleckigen Katzenhai (Scyliorhinus canicula) hemmten Wissenschaftler die Expression einiger Gene in Hai-Embryonen - ähnliche Gene wie jene, die den Federentwicklungsprozess von Küken steuern. Als sie dies taten, stellten sie fest, dass sie verhindern könnten, dass sich bestimmte Schuppenreihen entwickeln, was die Vorstellung stützt, dass Hühner- und Haifischanhänge durch ähnliche genetische Informationen gesteuert werden.
Sie wollten aber auch herausfinden, ob die Muster der Hai-Schuppen zu Turings Mathematik passen.
„Wir haben uns mit einem Mathematiker zusammengetan, um herauszufinden, was das Muster ist und ob wir es modellieren können. Wir haben herausgefunden, dass Zahnhaare aus Haifischhaut durch eine Reihe von Gleichungen, die Alan Turing - der Mathematiker, Informatiker und der Codebrecher - formuliert hat, exakt strukturiert sind “, sagte Fraser. Er und seine Kollegen fanden heraus, dass die Reaktions-Diffusions-Gleichungen von Turing mit denen übereinstimmen, die sie auf den Zahnköpfen der Haie beobachteten, wie im Video eines CT-Scans oben gezeigt.
Rory Cooper, ein Ph.D. Ein Student an der University of Sheffield und der Erstautor der Zeitung erläuterten, da Haie zu einem extrem alten Zweig der Wirbeltierentwicklung gehören, kann das Studium der Haifischhaut den Wissenschaftlern eine bessere Vorstellung davon vermitteln, wie die Hautanhänge von Wirbeltieren - wie Haare und Schuppen - sehr aussahen frühzeitig.
"Wir wollten die Entwicklungsprozesse kennenlernen, die steuern, wie diese unterschiedlichen Strukturen strukturiert werden, und somit die Prozesse, die ihre verschiedenen Funktionen erleichtern", sagte er.
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