by Bob Yirka , Phys.org
(Phys.org) – Un gruppo di ricerca composto da membri provenienti da Svizzera, Francia e Belgio ha scoperto che le squame sulle teste dei coccodrilli non sono disposte a causa della genetica ma si verificano a causa di screpolature nella pelle mentre il cranio è ancora in via di sviluppo. Descrivono le loro ricerche e scoperte nel loro articolo pubblicato sulla rivista Science.
Lo sviluppo della scala nei rettili, osserva il team, avviene generalmente a causa di un processo noto come scala primordiale, in cui le unità di sviluppo sono geneticamente guidate – le scale crescono nella forma e nel colore che sono stati descritti dal loro DNA. Questo è il caso anche per i coccodrilli, scrivono, tranne che per le squame che coprono la testa, dove le cose sono molto diverse. Invece di modelli regolari che si verificano a causa di scala primordium, c’è il caos i ricercatori hanno trovato, che li ha portati a chiedersi se un diverso processo di sviluppo era al lavoro.
Per scoprirlo, hanno scattato più fotografie ad alta risoluzione delle teste di 15 giovani coccodrilli da ogni angolazione possibile, quindi hanno utilizzato un software per creare modelli 3D costituiti solo dalle linee che formavano le divisioni tra le scale. Le linee sono state poi analizzate utilizzando il software di riconoscimento dei pattern e i risultati hanno mostrato che i poligoni che sono stati creati dalle linee imitavano i modelli visti nel cracking naturale, come quando il fango si asciuga o una pentola si rompe.
Successivamente, il team ha studiato lo sviluppo embrionale dei coccodrilli nel loro laboratorio, osservando da vicino i sensori di pressione dermica (DPS) – organi sensoriali che rilevano i cambiamenti superficiali dell’acqua-sviluppati come dossi o tumuli sollevati in modo casuale sul viso, sulle mascelle e su altre parti della testa. Scala primordium non si è mai verificato. Invece la pelle spessa si è sviluppata sopra e intorno agli urti DPS. Man mano che il cranio cresceva, i solchi cominciarono ad apparire tra i tumuli che alla fine divennero interconnessi. Man mano che i solchi si approfondivano, cominciarono ad assumere l’aspetto familiare dell’adulto con conseguente aspetto squamoso per cui i coccodrilli sono noti.
Questa scoperta, dicono i ricercatori, fornisce ulteriori informazioni agli scienziati che studiano l’interazione tra la determinazione genetica e i processi fisici e/o chimici nell’ambiente che insieme determinano lo sviluppo biologico degli organismi.
Ulteriori informazioni: Le scale della testa di coccodrillo non sono unità di sviluppo ma emergono da Physical Cracking, Science, DOI: 10.1126 / science.1226265
ABSTRACT
Vari lignaggi di amnioti mostrano appendici cutanee cheratinizzate (piume, peli e squame) che si differenziano nell’embrione da unità di sviluppo geneticamente controllate la cui organizzazione spaziale è modellata da meccanismi di reazione-diffusione (RDM). Mostriamo che, contrariamente alle appendici cutanee in altri amnioti (così come le squame del corpo nei coccodrilli), le squame del viso e delle mascelle dei coccodrilli sono domini poligonali casuali di pelle altamente cheratinizzata, piuttosto che elementi geneticamente controllati, ed emergono da un processo stocastico auto-organizzativo fisico distinto da RDM: cracking della pelle in via di sviluppo in un campo di stress. Suggeriamo che la rapida crescita dello scheletro embrionale del viso e della mascella del coccodrillo, combinata con lo sviluppo di una pelle molto cheratinizzata, generi lo stress meccanico che causa il cracking.
Informazioni sulla rivista: Scienza