Naukowcy od zawsze chcieli dowiedzieć się, skąd wzięły się czarno-białe paski zebry. Badanie tych zwierząt w laboratorium mogłoby okazać się kłopotliwe, ponieważ są po prostu zbyt duże. Znaleźli jednak na to sposób i postanowili przyjrzeć się bliżej innym gatunkom, które także mają paski.
By poznać tajemnicę pasków u zwierząt, badacze skupili się na dwóch gatunkach gryzoni - afrykańskich myszach z gatunku rhabdomys pumiliom i amerykańskich wiewiórkach pręgowcach amerykańskich. Najnowsze opracowanie opublikowano w serwisie Nature.
- Te badania dostarczają ekscytujących nowych danych na odwieczne pytanie: jak ssaki zyskały paski? - mówi Larissa Patterson, zajmująca się ewolucyjną biologią rozwoju na Uniwersytecie Waszyngtońskim w Seattle.
Ważny krok w zrozumieniu ewolucji
Poznanie skomplikowanych mechanizmów, dzięki którym powstały białe i czarne paski, jest bardzo ważne w zrozumieniu ewolucji i dowiedzeniu się, w jaki sposób te cechy powstały, zauważa Tim Caro, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis, który nie brał udziału w badaniach.
Paski są istotne z różnych względów. W jednym z badań z 2012 roku, zespół badaczy wykazał, że czarno-białe ubarwienie zebr sprawia, że są mniej atrakcyjne dla gryzących much. Inne zwierzęta wykorzystują paski, by się ukryć lub zmylić drapieżniki, a jeszcze inne - by przyciągnąć odpowiednich partnerów.
Rola genów
Hopi Hoekstra, biolog ewolucyjny z Uniwersytetu Harvarda uważa, że paski stwarzają okazję, by dowiedzieć się, jak działają geny, podczas tworzenia się różnych wzorów u ssaków. Naukowcy na podstawie badań na myszach laboratoryjnych, ustalili już jakie geny odgrywają rolę w stymulowaniu rozwoju komórek pigmentowych i w wytwarzaniu pigmentu. Jednak te myszy naturalnie są pozbawione charakterystycznego wzoru pasków. Hoekstra razem ze swoimi kolegami postanowiła więc zbadać afrykańskie myszy z biało-czarnymi paskami na grzbiecie (rhabdomys pumiliom), zamieszkujące południowo-zachodnią Afrykę.
Zespół naukowców najpierw skatalogował miejsca, w których wyrastały białe, czarne i żółte włosy (każde z nich u podstawy były czarne). Białe włoski znajdowały się w jasnych pasach na grzbietach myszy, a czarne dominowały w ciemnych prążkach. Następnie badacze prześledzili rozwój skóry u embrionów myszy, a później zbadali, jakie geny, związane z kolorem, były aktywne w różnych momentach rozwoju skóry.
Za wszystko odpowiada gen Alx3
Badacze odkryli, że w miejscach, gdzie mysz ma białe paski, komórki produkujące pigment (melanocyty) nie do końca się rozwinęły, przez co w tym miejscu powstało mniej ciemnego pigmentu. Zdaniem naukowców odpowiada za to gen o nazwie Alx3. Był on bardziej aktywny w miejscach, gdzie tworzyły się jasne prążki i hamował aktywność białka, powodującego wytwarzanie pigmentu przez komórki.
By dowiedzieć się więcej o wytwarzaniu pasków u zwierząt, naukowcy zbadali także pręgowce amerykańskie (Tamias striatus), gryzonie z rodziny wiewiórkowatych, występujące we wschodniej części Ameryki Północnej. U tych zwierząt na grzbietach wytworzyły prawie identyczne paski, jak u afrykańskich myszy, jednak cechy te wykształciły się u nich niezależnie od siebie. Okazało się, że u pręgowców także kluczową rolę odgrywał gen Alx3. Zdaniem badaczy, jeśli oba gatunki dzieli 70 mln lat ewolucji, ten sam gen może być odpowiedzialny za tworzenie się pasków i innych charakterystycznych wzorów także u innych ssaków.
Różne zdania
Wyniki najnowszego opracowania zdają się potwierdzać teorię, że za powstawanie wzorów u innych ssaków odpowiada ten sam gen. Jednak zdaniem niektórych naukowców potrzebne są dalsze badania.
- Myślę, że potrzebujemy więcej badań wysokiej jakości, takich jak te, na innych zwierzętach, by znaleźć odpowiedź na to pytanie - mówi Tim Caro.
Jest nadzieja
Jednak Michael Levine, biolog rozwojowy z Uniwersytetu Princeton (który, tak jak Caro, nie uczestniczył w badaniach) jest nastawiony pozytywnie, ponieważ gen odpowiedzialny za paski u badanych ssaków jest związany z genem, który kontroluje barwę odnóży muszek owocowych.
- Wydaje się prawdopodobne, że Alx3 okaże się ważnym regulatorem ubarwień pasków u większości lub u wszystkich ssaków - mówi Levine.
Jest to także ważna wskazówka w rozwikłaniu tajemnicy, jak zebry wytworzyły swoje paski. Wstępne badania wykazały, że u tych zwierząt gen Alx3 jest bardziej aktywny w białych fragmentach skóry niż w ciemnych. Potrzebne są jednak dalsze badania.
Autor: zupi/aw / Źródło: sciencemag.org