Алън Тюринг предрича, че акулите и птиците споделят изненадваща функция

Моделите са навсякъде в природата, от цветовете на Юпитер до ивици на рибата зебра. Моделите се показват дори при много различни животни. Учените отдавна знаят, че космите и птиците на бозайниците следват определен модел на подреждане и нови изследвания, публикувани в Научни постижения показва, че скалите на акулите следват същия модел.

В статията, публикувана на 7 ноември, екип от изследователи идентифицираха как зъбите на акулите - малките, V-образни скали, които покриват телата им - следват модела, идентифициран от теорията на реакцията-дифузия на Алън Тюринг. Тази теория, която кодиращият математик публикува през 1952 г., очертава как молекулите в биологичните системи могат да предизвикат определени модели. Тези модели, които учените са открили, могат точно да опишат развитието на космените фоликули и моделирането на пера. Сега акулите се присъединяват към списъка с животни, чиито придатъци предсказал Тюринг.

Д-р Гарет Фрейзър, доцент по еволюционна биология на развитието в Университета на Флорида, работи по изследването в Университета на Шефилд във Великобритания. Първо забеляза нещо интересно в ДНК на пилетата, докато изследваше начина, по който развиват перата си.

"Открихме тези много хубави линии на генно изразяване, които се появяват там, където се появяват тези петна, които накрая прерастват в пера", казва Фрейзър. "Мислехме, че може би акулата прави подобно нещо и открихме два реда на гръбната повърхност, които започват целия процес."

Чрез генетичен анализ и експеримент за генетично инхибиране в малките котки (Scyliorhinus canicula учените инхибират някои гени да се експресират в ембриони на акули - подобни гени като тези, които контролират процеса на развитие на перата при пилета. Когато направиха това, те установиха, че могат да предотвратят развитието на някои редове скали, което подкрепя идеята, че придатъците на пилетата и акулите се контролират от подобен набор от генетична информация.

Но те също така искаха да разберат дали моделите на скалите на акулите съответстват на математиката на Тюринг.

„Ние си партнирахме с един математик, за да разберем какъв е моделът и дали можем да го моделираме. Открихме, че зъбците на кожата на акулите са точно моделирани чрез набор от уравнения, които Алън Тюринг - математикът, компютърният учен и прекъсвачът на кодове - измислиха ”, каза Фрейзър. Той и колегите му установили, че уравненията на Тюринг за реакция-дифузия съвпадат с това, което са наблюдавани върху зъбците на акулите, показани във видеото на КТ по-горе.

Рори Купър, доктор на науките студент от Университета в Шефилд и първия автор на вестника, обясни, че тъй като акулите принадлежат към изключително стар клон на еволюцията на гръбначните животни, изучаването на кожата на акулите може да даде на учените по-добра представа за това, какви придатъци на кожата на гръбначните - като коса и люспи - изглеждаха много по-рано.

„Искахме да научим за процесите на развитие, които контролират как са структурирани тези различни структури и следователно процесите, които улесняват различните им функции“, каза той.