Alans Turings paredzēja, ka haizivis un putni dalās ar pārsteidzošu iezīmi

Raksti ir visur dabā, no Jupitera krāsas līdz zebrafa svītrām. Raksti pat parādās dažādos dzīvniekos. Zinātnieki jau sen ir zinājuši, ka zīdītāju mati un putnu spalvas seko konkrētam izkārtojumam, un jauni pētījumi ir publicēti Zinātnes attīstība rāda, ka haizivju svari atbilst tam pašam paraugam.

Promocijas darbā, kas publicēts 7. novembrī, pētnieku komanda konstatēja, kā haizivju zobārstniecības - mazās, V formas skalas, kas aptver viņu ķermeni - atbilst Alan Turing reakcijas difūzijas teorijas identificētajam paraugam. Šī teorija, ko 1952. gadā publicēja matemātiķis, iezīmē, kā molekulas bioloģiskajās sistēmās var radīt konkrētus modeļus. Šie modeļi, zinātnieki kopš tā laika ir atraduši, var precīzi aprakstīt matu folikulu un spalvu rakstu veidošanos. Tagad haizivis pievienojas to dzīvnieku sarakstam, kuru piedevas Turing prognozēja.

Floridas universitātes evolūcijas attīstības bioloģijas docente Gareth Fraser, Ph.D., strādāja pie pētījuma Šefīldas universitātē Apvienotajā Karalistē. Viņš vispirms pamanīja kaut ko interesantu cāļu DNS, pārbaudot to, kā viņi izstrādā savas spalvas.

"Mēs atklājām, ka šīs ļoti jaukās gēnu ekspresijas līnijas, kurās šie plankumi parādās, galu galā kļūst par spalvām," teica Frasers. "Mēs domājām, ka varbūt haizivs dara līdzīgu lietu, un mēs atradām divas rindas uz muguras virsmas, kas sāk visu procesu."

Ar ģenētisko analīzi un ģenētiskās inhibīcijas eksperimentu mazās plankumainās kaķos (Scyliorhinus canicula), zinātnieki kavēja dažus gēnus izpaust haizivju embrijos - līdzīgus gēnus, kuri kontrolē spalvu attīstības procesu cāļiem. Kad viņi to izdarīja, viņi konstatēja, ka tie varētu novērst atsevišķu svaru rindu attīstību, kas atbalsta domu, ka cāļu un haizivju pielikumus kontrolē līdzīga ģenētiskās informācijas kopa.

Bet viņi arī vēlējās uzzināt, vai haizivju svari atbilst Turingu matemātikai.

“Mēs sadarbojāmies ar matemātiķi, lai noskaidrotu, kas ir modelis un vai mēs to varam modelēt. Mēs atklājām, ka haizivju ādas zobu protēzes ir precīzi rakstītas ar vienādojumu kopumu, ko Alans Tūrings - matemātiķis, datorzinātnieks un koda atdalītājs - nāca klajā, ”sacīja Frasers. Viņš un viņa kolēģi konstatēja, ka Turingas reakcijas difūzijas vienādojumi atbilst tam, ko viņi novēroja haizivju zobu protēzēs, kas parādīti CT skenēšanas video.

Rory Cooper, Ph.D. Šefīldas Universitātes students un pirmais autors paskaidroja, ka, tā kā haizivis ir ļoti veca mugurkaulnieku evolūcijas filiāle, haizivju ādas izpēte var dot zinātniekiem labāku priekšstatu par to, ko mugurkaulnieku ādas papildinājumi, piemēram, mati un svari, izskatījās ļoti agri.

„Mēs vēlējāmies uzzināt par attīstības procesiem, kas kontrolē šo dažādo struktūru rakstu, un tādējādi procesus, kas atvieglo to dažādās funkcijas,” viņš teica.