by Bob Yirka , Phys.org
(Phys.org) – ett forskargrupp bestående av medlemmar från Schweiz, Frankrike och Belgien har upptäckt att skalorna på krokodilernas huvuden inte är ordnade på grund av genetik utan uppstår på grund av sprickbildning i huden medan skallen fortfarande utvecklas. De beskriver sin forskning och resultat i sitt papper publicerat i tidskriften Science.
Skalutveckling i reptiler kommer lagnoterna generellt på grund av en process som kallas skala primordium, där utvecklingsenheter är genetiskt drivna – skalor växer i form och färg som har beskrivits av deras DNA. Det är också fallet för krokodiler, de skriver, förutom skalorna som täcker huvudet, där sakerna är väldigt olika. Istället för vanliga mönster som uppstår på grund av skala primordium, det finns kaos forskarna hittade, vilket fick dem att undra om en annan utvecklingsprocess var på jobbet.
för att ta reda på det tog de flera högupplösta fotografier av huvudet på 15 unga krokodiler från alla möjliga vinklar och använde sedan datorprogramvara för att skapa 3D-modeller som består av bara de linjer som bildade uppdelningarna mellan skalorna. Linjerna analyserades sedan med hjälp av mönsterigenkänningsprogramvara och resultaten visade att polygonerna som skapades av linjerna efterliknade mönster som ses i naturlig sprickbildning, till exempel när lera torkar eller en kruka bryts.därefter studerade teamet embryonal utveckling av krokodiler i sitt laboratorium och tittade noga på dermala trycksensorer (DPS) – sensoriska organ som upptäcker ytvattenförändringar – utvecklade som upphöjda stötar eller högar på slumpmässigt sätt över ansiktet, käftarna och andra delar av huvudet. Skala primordium aldrig inträffat. Istället tjock hud utvecklats över och runt DPS gupp. När skallen växte började spår dyka upp mellan högarna som så småningom blev sammankopplade. När spåren fördjupades började de ta på sig den vuxna bekanta utseendet vilket resulterade i det fjällande utseendet som krokodiler är kända för.denna upptäckt, säger forskarna, ger mer information till forskare som studerar samspelet mellan genetisk bestämning och de fysiska och/eller kemiska processerna i miljön som tillsammans bestämmer den biologiska utvecklingen av organismer.
Mer information: Krokodilhuvudskalor är inte utvecklingsenheter utan kommer från fysisk sprickbildning, vetenskap, DOI: 10.1126/vetenskap.1226265
abstrakt
olika linjer av amnioter visar keratiniserade hudhängen (fjädrar, hår och skalor) som skiljer sig i embryot från genetiskt kontrollerade utvecklingsenheter vars rumsliga organisation är mönstrad av reaktionsdiffusionsmekanismer (RDM). Vi visar att i motsats till hudbilagor i andra amnioter (såväl som kroppsvågar i krokodiler) är ansikts-och käftskalor av krokodiler slumpmässiga polygonala domäner av mycket keratiniserad hud, snarare än genetiskt kontrollerade element, och framträder från en fysisk självorganiserande stokastisk process som skiljer sig från RDM: sprickbildning av den utvecklande huden i ett stressfält. Vi föreslår att den snabba tillväxten av krokodil embryonala ansikts-och käftskelettet, i kombination med utvecklingen av en mycket keratiniserad hud, genererar den mekaniska spänningen som orsakar sprickbildning.
journalinformation: vetenskap