«Это совершенно разные процессы, не имеющие ничего общего друг с другом»
Ученые утверждают, что необычная чешуя на головах крокодилов обусловлена скоростью роста кожи. Исследователи обнаружили, что разная жесткость кожи и скорость ее роста приводят к «механическому» образованию внутренних складок у зубатых рептилий.
Это похоже на загадку, которую Редьярд Киплинг мог бы описать в своих рассказах Just So, но исследователи говорят, что у них есть ответ на вопрос, почему у крокодилов чешуя на голове, сообщает The Guardian.
У многих животных, от черепах до птиц, есть чешуя — твердые, пластинчатые структуры, которые образуются на их коже. Но ученые говорят, что чешуя неправильной формы, которая образуется у крокодилов' Головы, растущие внутри яйца, являются результатом процесса, который совершенно отличается от того, как обычно формируются чешуйки, в том числе на других частях тела крокодила.
&ld;Это совершенно разные процессы, которые не имеют ничего общего друг с другом&rd;», — сказал руководитель исследования профессор Мишель Милинкович.
Милинкович объясняет, что чешуя, волосы или перья обычно формируются у животных, у которых определенные гены включаются во время развития, когда их ДНК подвергается воздействию определенных химических веществ, которые сами производятся генами. Это создает закономерность.
Динамика этого сложного процесса была разработана Аланом Тьюрингом, математиком и ученым-компьютерщиком.
Но чешуя головы крокодила, по-видимому, не находится под таким генетическим контролем. Милинкович и его коллеги утверждают, что чешуя эволюционировала, потому что кожа на лице и челюсти росла быстрее, чем ткани, к которым она была прикреплена, и потому что сами слои кожи имели разную степень жесткости. В результате кожа складывается внутрь, создавая чешуйки неправильной формы. Другими словами, отмечают ученые, это чисто механический процесс.
Команда добавила, что различия в скорости роста кожи и свойствах материала, из которого она сделана, могут объяснить, почему у разных видов крокодилов разные узоры чешуек на голове. «Мы видим, что можем воспроизвести узор любого вида крокодила», — говорит Милинкович.
В статье, опубликованной в журнале Nature, команда сообщила, как они провели серию экспериментов с эмбрионами нильского крокодила внутри яиц.
Команда обнаружила, что когда они вводили гормон роста для увеличения скорости роста внешней кожи крокодилов и ее жесткости, расположение чешуек на их головах менялось. Действительно, при определенных условиях чешуя напоминала чешую очкового каймана – родственник крокодилов с очень мелкими полигональными чешуйками на голове.
Затем исследователи создали компьютерную модель структуры чешуек головы крокодила, основанную на структурах и свойствах различных слоев ткани, обнаруженных на морде и челюстях эмбриона крокодила.
Эта модель воспроизводила картину, наблюдаемую в реальной жизни, показывая, что складки кожи расширяются, как трещины в засохшей грязи, прежде чем слиться вместе. Трехмерная организация коллагеновых волокон является важным фактором, влияющим на направление и форму образующихся чешуек, говорят исследователи.
Милинкович говорит, что исследование подчеркивает важность изучения того, как различные механизмы лежат в основе трехмерных форм организмов.
&ld;В течение последних 50 лет или более биология была одержима генетикой, говорит Мишель Милинкович. – Так что хорошо, что у нас есть чисто механический процесс&rd;.