アランチューリングはサメと鳥が驚くべき特徴を共有すると予測しました

木星の色からゼブラフィッシュの縞まで、パターンは自然界のいたるところにあります。パターンは非常に異なる動物にも現れます。科学者たちは、哺乳類の髪の毛や鳥の羽毛が特定の配置パターンに従っていることを長い間知っていました。 科学の進歩 サメの鱗も同じパターンに従うことを示しています。

11月7日に発表されたこの論文の中で、研究チームは、サメの歯状突起 - 自分の体を覆う小さなV字型の鱗屑 - が、Alan Turingの反応拡散理論によって識別されたパターンにどのように従っているかを明らかにした。 1952年にコード解読の数学者が発表したこの理論は、生体系の分子がどのように特定のパターンを生み出すことができるかを概説しています。科学者達が発見したこれらのパターンは、毛包の発達と羽毛のパターン形成を正確に描写することができます。今サメはTuringが予測したその付属物の動物のリストに加わります。

フロリダ大学の進化発生生物学の助教授であるGareth Fraser博士は、英国のシェフィールド大学で研究を進めました。彼は最初にニワトリのDNAの中で面白いことに気付きましたが、羽毛の作り方を調べました。

「私たちは、これらのスポットが現れる場所をパターン化した、これらの非常に素晴らしい遺伝子発現の系統が、最終的には羽毛に成長することを発見しました」とFraserは言いました。 「私たちはおそらくサメも同様のことをしていると思いました、そして私たちは背中の表面に2列を見つけました。そして、それは全過程を始めます。」

小さな斑点を付けられたキャットシャークの遺伝分析と遺伝的抑制実験を通して（ Scyliorhinus canicula 科学者たちは、サメの胚ではいくつかの遺伝子が発現するのを抑制しました - ヒヨコの羽の発達過程を制御するものと似た遺伝子。彼らがこれをしたとき、彼らはある種の鱗が発達するのを妨げることができることを発見しました、それは鶏とサメの付属物が同様の遺伝情報のセットによって制御されるという考えを支持します。

しかし彼らはまた、サメの鱗のパターンがチューリングの数学に合うかどうかを知りたがっていました。

「私たちは数学者と協力して、パターンが何であるか、そしてそれをモデル化できるかどうかを判断しました。我々は、Alan Turing（数学者、コンピューター科学者、そしてコードブレーカー）が思いついた一連の方程式を通して、サメの皮膚の歯が正確にパターン化されていることを発見しました」とFraserは言いました。彼と彼の同僚は、チューリングの反応拡散方程式が、上のCTスキャンのビデオに示されているように、彼らがサメの歯状突起上で観察したものと一致することを発見した。

ロリークーパー、博士Shaffield大学の学生とこの論文の最初の著者は、サメは脊椎動物の進化の非常に古い分野に属しているので、サメの皮を研究することで脊椎動物の皮膚の付属物 - 髪の毛や鱗のような - 早い段階で。

「我々は、これらの多様な構造がどのようにパターン化されているのかを制御する発達過程、したがってそれらの多様な機能を促進する過程について学びたいと思いました」と彼は言った。