Bakit Nemo May 3 White Stripes? Timbangin ang mga Biologist

Ang mga isda ng koral ay kilala sa kanilang mahusay na pagkakaiba-iba ng mga kulay at mga pattern, sa bawat isa pang nakakagulat kaysa sa susunod. Kasama sa mga halimbawa ang copperband butterflyfish (Chelmon rostratus, na may itim na "mata" sa katawan nito), ang asul na tango (Paracanthurus hepatus) at ang Picasao triggerfish (Rhinecanthus aculeatus), na ang pangalan ay naka-link sa mga pattern ng maliliwanag na kulay sa gilid nito.

Ang isa sa mga pinakasikat na halimbawa ng coral fish ay ang clownfish, na nag-star sa animated na Pixar film Paghahanap ng Nemo noong 2003. Ang maliliit na isda, na nakatira sa simbiyos sa anemone sa dagat, ay madaling makikilala salamat sa maliliwanag na orange na katawan at malawak na puting guhit.

Sa kabila ng katanyagan at malawak na pamamahagi ng mga isda ng coral, hindi namin nauunawaan kung bakit mayroon silang maraming iba't ibang mga pattern ng kulay. Mas tiyak, paano nabuo ang mga pattern at ano ang mga papel ng mga kulay? Upang sagutin ang mga tanong na ito, isang pangkat ng pananaliksik mula sa Banyuls-sur-Mer Observatory (France) at ng University of Liège (Belgium), ay nagpasiyang pag-aralan ang clownfish at mga pinsan nito. Ang pag-aaral ay na-publish sa edisyon ng Septiyembre 2018 ng journal BMC Biology.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, nabibilang sa grupo ng clownfish, na kinabibilangan ng mga 30 species. Ang kanilang mga kulay na pattern ay characterized sa pamamagitan ng isang dilaw, orange, kayumanggi, o itim na kulay na may vertical puting guhitan na binubuo ng light-sumasalamin sa mga cell na tinatawag na iridophores.

Bilang karagdagan sa iba pang mga pisikal na katangian, ang mga clownfish species ay nakikilala sa pamamagitan ng kanilang bilang ng mga vertical white stripes. Kaya, ang ilang mga species ay walang mga guhitan (Amphiprion ephippium), isa lang (Amphiprion frenatus), o dalawa lamang (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, ang bantog na Nemo, ay may tatlong guhitan. Ano ang maaaring ipaliwanag ang pagkakaiba sa bilang ng mga banda sa pagitan ng mga species na ito?

Let's Count the Stripes

Upang maunawaan ang mekanismo na humahantong sa pagkakaiba-iba ng mga pattern ng pigment, pinagsama namin ang bawat species ng clownfish ayon sa kanilang bilang ng mga vertical na banda. Ang pag-aaral ng genetic sa pagsasama ng ebolusyonaryong kasaysayan ng clownfish ay nagpahayag na ang kanilang karaniwang ninuno ay may tatlong puting banda, at sa panahon ng kanilang pagkakaiba-iba, ang mga linya ng clownfish ay sunud-sunod na nawala ang buntot na band, pagkatapos ang band ng katawan, at sa wakas ang ulo band, sa gayon ay nagbibigay ng apat na posibleng mga kumbinasyon:

• tatlong banda (ulo, katawan at buntot)
• dalawang band (ulo at katawan)
• isang banda (ulo lamang)
• walang banda.

Sa pagtingin sa mga pattern na binuo, malinaw na pagkakaiba-iba ay napipigilan: habang ang apat na mga kumbinasyon na nakalista sa itaas ay nakikita, biological mekanismo ay hindi pinapayagan ang isang species na magkaroon ng iba - halimbawa, isang solong guhit sa buntot.

At Pumunta Sila sa Paglipas ng Kurso ng Ebolusyon

Upang maunawaan kung bakit ang ilang mga kumbinasyon ng guhit ay hindi umiiral sa clownfish, tiningnan namin ang pagpapaunlad ng dalawang species na may dalawang magkakaibang kulay na mga pattern sa adulthood, A. ocellaris, na may tatlong guhitan, at A. frenatus, na may isa lamang na guhit, sa kanyang ulo.

Ang mga guhitan sa A. ocellaris lumitaw sa isang mahusay na natukoy na order sa panahon ng pagbabagong-anyo nito mula sa larva sa mga batang may sapat na gulang - unang na ng ulo, pagkatapos katawan, at sa wakas sa buntot. Iyon ay, sa reverse order na kanilang nawala para sa ilang mga species sa panahon ng proseso ng ebolusyon.

Tingnan din ang: Ang MIT-Made Robot Fish na ito ay Pag-aaralan ang Fragile Coral Reef ng World

Ang pangalawang kamangha-manghang pagmamasid ay iyon A. frenatus nagpapakita ng parehong pag-unlad bilang A. ocellaris sa yugto ng larva, na may sunud-sunod na hitsura ng tatlong puting band mula sa ulo hanggang sa buntot, habang ang mga may sapat na gulang ay may isa lamang. Ang mga banda na ito ay nawala sa pabalik na pagkakasunud-sunod na lumaki sila, mula sa buntot hanggang sa ulo.

Ang mga resultang ito ay nagpapahiwatig na ang pagkakasunod ng pagkakasunod-sunod ng mga banda sa panahon ng ebolusyon ay napipigilan ng pagkakasunud-sunod ng paglitaw ng mga banda sa panahon ng pag-unlad at na mayroong isang malakas na ugnayan sa pagitan ng phylogenesis (evolutionary history) at ontogenesis (indibidwal na pag-unlad). Ito ay humahantong sa ang teorya na ang band pormasyon ay kinokontrol ng isang tumpak na genetic mekanismo at depende sa antero-puwit polarity ng isda. Ang mga mekanismo na ito ay hindi pa natuklasan.

Sa wakas, Ano ba ang mga Stripes?

Upang sagutin ang tanong na ito, inihambing namin ang pagkakaiba-iba ng mga pattern ng white-strip na matatagpuan sa mga natural na clownfish na komunidad na may pagkakaiba-iba na matatagpuan sa mga komunidad kung saan ang pagkakaiba-iba ng mga pattern ng puting guhit ay ganap na ibinahagi sa random. Sa pamamagitan ng mga simulation na ito, ipinakita namin na ang posibilidad ng pagkakaroon ng mga clownfish species na may parehong bilang ng mga banda sa parehong rehiyon ay napakabihirang.

Ang ilang mga kadahilanan ng ekolohiya ay maaaring maka-impluwensya sa di-random na pamamahagi, at malamang na ang bilang ng mga puting banda ay nagpapahintulot sa mga species ng clownfish na kilalanin ang isa't isa. Ang pagkilala na ito ay napakahalaga sa panlipunang samahan ng mga isda na ito, na nabubuhay sa mga anemones kung saan maraming uri ng hayop ay maaaring magkakasamang magkakasamang mabuhay. At ito ay napaka pagkilala na nagbibigay-daan sa Nemo at ang kanyang ama upang mahanap ang bawat isa sa kabilang dulo ng karagatan - isang masaya na nagtatapos para sa isa at lahat.

Ang artikulong ito ay orihinal na inilathala sa wikang Pranses.

Ang artikulong ito ay orihinal na na-publish sa The Conversation ni Pauline Salis, Bruno Frederich, at Vincent Laudet. Basahin ang orihinal na artikulo dito.