Inihula ni Alan Turing Iyon ang Mga Pating at Mga Ibon Ibahagi ang Nakakagulat na Tampok

Ang mga pattern ay nasa lahat ng dako sa kalikasan, mula sa mga kulay ng Jupiter hanggang sa mga guhit ng zebrafish. Lumilitaw ang mga pattern sa iba't ibang mga hayop. Matagal nang kilala ng mga siyentipiko na ang mga buhok ng mga mammal at mga balahibo ng mga ibon ay sumusunod sa isang partikular na pattern ng pag-aayos, at ang bagong pananaliksik na inilathala sa Mga Paglago sa Agham nagpapakita na ang mga pating kaliskis ay sumusunod sa parehong pattern.

Sa papel, na inilathala noong Nobyembre 7, kinilala ng isang pangkat ng mga mananaliksik kung paano ang mga denticle ng mga shark - ang maliliit, hugis ng V scale na sumasaklaw sa kanilang katawan - sundin ang mga pattern na tinukoy ng reaksyon-diffusion teorya ni Alan Turing. Ang teorya na ito, na kung saan ang codebreaking na dalubhasa sa matematika ay inilathala noong 1952, ay binabalangkas kung paano ang mga molecule sa mga biological system ay maaaring makapagdulot ng partikular na mga pattern. Ang mga pattern na ito, ang mga siyentipiko ay natagpuan mula nang, ay maaaring tumpak na naglalarawan sa pag-unlad ng mga follicle ng buhok at feather patterning. Ngayon pating sumali sa listahan ng mga hayop na ang mga appendages Turing hinulaang.

Si Gareth Fraser, Ph.D., isang assistant professor ng evolutionary biology sa University of Florida, ay nagtrabaho sa pananaliksik habang nasa University of Sheffield sa UK. Nalaman niya muna ang isang bagay na kawili-wili sa DNA ng mga chickens habang sinusuri ang paraan ng pagbuo ng kanilang mga balahibo.

"Natagpuan namin ang napakagandang linya ng ekspresyon ng gene na pattern kung saan lumilitaw ang mga spot na sa kalaunan ay lumalaki sa mga balahibo," sabi ni Fraser. "Naisip namin na ang pating ay katulad ng isang bagay, at nakita namin ang dalawang hanay sa ibabaw ng likod, na nagsisimula sa buong proseso."

Sa pamamagitan ng pag-aaral ng genetiko at eksperimento ng genetic na pagsugpo sa maliit na batikang catshark (Scyliorhinus canicula), pinipigilan ng mga siyentipiko ang ilang mga gene mula sa ipinahayag sa mga embryo ng pating - katulad na mga gene bilang mga kontrol sa proseso ng pag-unlad ng feather sa mga chicks. Kapag ginawa nila ito, natagpuan nila na maiiwasan nila ang ilang mga hanay ng mga kaliskis mula sa pag-unlad, na sumusuporta sa ideya na ang mga appendage ng mga manok at pating ay kinokontrol ng isang katulad na hanay ng impormasyon sa genetiko.

Ngunit nais din nilang malaman kung ang mga pattern ng pating kaliskis ay akma sa matematika ni Turing.

"Nakipagtulungan kami sa isang dalub-agbilang upang malaman kung ano ang pattern at kung maaari naming modelo ito. Natagpuan namin na ang mga denticle ng balat ng pating ay tiyak na naka-pattern sa pamamagitan ng isang hanay ng mga equation na si Alan Turing - ang mathematician, computer scientist, at ang code breaker - ay dumating up sa, "sabi ni Fraser. Nalaman niya at ng kanyang mga kasamahan na ang mga equation-diffusion equation ng Turing ay tumutugma sa kanilang sinusunod sa mga denticle ng shark, na ipinapakita sa video ng CT scan sa itaas.

Si Rory Cooper, isang Ph.D. ang mag-aaral sa Unibersidad ng Sheffield at ang unang may-akda ng papel, ay nagpaliwanag na dahil ang mga pating ay nabibilang sa isang lubhang lumang sangay ng paglaki ng vertebrate, ang pag-aaral ng balat ng pating ay maaaring magbigay ng mas mahusay na ideya ng mga siyentipiko kung ano ang mga appendage ng balat ng vertebrates - tulad ng buhok at kaliskis - mukhang napaka maaga pa.

"Nais naming malaman ang tungkol sa mga proseso ng pag-unlad na kontrol kung paano ang mga magkakaibang istruktura na ito ay patterned, at samakatuwid ang mga proseso na nagpapabilis sa kanilang iba't ibang mga function," sinabi niya.