by Bob Yirka , Phys.org
(Phys.org) – een onderzoeksteam bestaande uit leden uit Zwitserland, Frankrijk en België heeft ontdekt dat de schubben op de hoofden van krokodillen niet geordend zijn vanwege genetica, maar ontstaan door scheuren in de huid terwijl de schedel nog in ontwikkeling is. Zij beschrijven hun onderzoek en bevindingen in hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Science.
Schaalontwikkeling bij reptielen, merkt het team op dat dit meestal het gevolg is van een proces dat bekend staat als schaalprimordium, waarbij eenheden van ontwikkeling genetisch worden aangedreven – schalen groeien in de vorm en kleur die zijn beschreven door hun DNA. Dat is ook het geval voor krokodillen, schrijven ze, behalve voor de schalen die het hoofd bedekken, waar de dingen heel anders zijn. In plaats van regelmatige patronen die optreden als gevolg van schaal primordium, is er chaos de onderzoekers gevonden, die leidde hen af te vragen of een ander ontwikkelingsproces aan het werk was.
om erachter te komen, namen ze meerdere hoge resolutie foto ‘ s van de hoofden van 15 jonge krokodillen vanuit elke mogelijke hoek en gebruikten vervolgens computersoftware om 3D-modellen te maken die enkel bestaan uit de lijnen die de verdeling tussen de schalen vormden. De lijnen werden vervolgens geanalyseerd met behulp van patroonherkenningssoftware en de resultaten toonden aan dat de polygonen die werden gecreëerd door de lijnen nagebootste patronen gezien in natuurlijke kraken, zoals wanneer modder droogt of een pot wordt gebroken.vervolgens bestudeerde het team de embryonale ontwikkeling van krokodillen in hun lab, waarbij het nauwlettend toekeek hoe Huiddruksensoren (DPS) – sensorische organen die veranderingen in oppervlaktewater detecteren – zich op willekeurige wijze ontwikkelden als verhoogde bultjes of terpen over het gezicht, de kaken en andere delen van het hoofd. Primordium is nooit voorgekomen. In plaats daarvan dikke huid ontwikkeld over en rond de DPS hobbels. Toen de schedel groeide, begonnen groeven te verschijnen tussen de terpen die uiteindelijk met elkaar verbonden werden. Naarmate de groeven dieper werden begonnen ze de vertrouwde look van de volwassene aan te nemen, wat resulteerde in de schilferige look waar krokodillen bekend om staan.
Deze ontdekking, zeggen de onderzoekers, geeft meer informatie aan wetenschappers die de wisselwerking bestuderen tussen genetische bepaling en de fysische en/of chemische processen in het milieu die samen de biologische ontwikkeling van organismen bepalen.
meer informatie: Crocodile Head schalen zijn geen Ontwikkelingseenheden, maar komen voort uit Physical Cracking, Science, DOI: 10.1126/science.1226265
ABSTRACT
verschillende vruchtwaterlijnen vertonen keratiniseerde huidaanhangsels (veren, haren en schubben) die zich in het embryo onderscheiden van genetisch gecontroleerde ontwikkelingseenheden waarvan de ruimtelijke organisatie wordt bepaald door reactie-diffusiemechanismen (RDM). We tonen aan dat in tegenstelling tot huidaanhangsels in andere vruchtwaterpunctie (evenals lichaamschalen in krokodillen), gezicht en kaken schalen van krokodillen zijn willekeurige veelhoekige domeinen van sterk keratinized huid, in plaats van genetisch gecontroleerde elementen, en komen uit een fysiek zelforganiserend stochastisch proces dat verschilt van RDM: kraken van de zich ontwikkelende huid in een stressveld. Wij stellen voor dat de snelle groei van het gezichts-en kaakskelet van de krokodil, gecombineerd met de ontwikkeling van een zeer keratinized huid, de mechanische spanning genereert die barsten veroorzaakt.
informatie uit het tijdschrift: Science