Alan Turing predijo que los tiburones y las aves comparten una característica sorprendente

Los patrones están en todas partes en la naturaleza, desde los colores de Júpiter hasta las rayas de un pez cebra. Los patrones incluso aparecen en animales muy diferentes. Los científicos han sabido durante mucho tiempo que los pelos de los mamíferos y las plumas de las aves siguen un patrón particular de arreglo, y una nueva investigación publicada en Avances científicos Demuestra que las escamas de tiburón siguen el mismo patrón.

En el documento, publicado el 7 de noviembre, un equipo de investigadores identificó cómo los dentículos de los tiburones, las diminutas escamas en forma de V que cubren sus cuerpos, siguen el patrón identificado por la teoría de la reacción-difusión de Alan Turing. Esta teoría, que el matemático que rompió el código publicó en 1952, describe cómo las moléculas en los sistemas biológicos pueden dar lugar a patrones particulares. Estos patrones, según han descubierto los científicos, pueden describir con precisión el desarrollo de los folículos pilosos y el patrón de plumas. Ahora los tiburones se unen a la lista de animales cuyos apéndices predijo Turing.

Gareth Fraser, Ph.D., profesor asistente de biología del desarrollo evolutivo en la Universidad de Florida, trabajó en la investigación mientras estaba en la Universidad de Sheffield en el Reino Unido. Primero notó algo interesante en el ADN de los pollos mientras examinaba la forma en que desarrollan sus plumas.

"Encontramos estas muy buenas líneas de expresión génica en ese patrón donde aparecen estas manchas que eventualmente se convierten en plumas", dijo Fraser. "Pensamos que tal vez el tiburón hace algo similar, y encontramos dos filas en la superficie dorsal, que inician todo el proceso".

A través del análisis genético y un experimento de inhibición genética en el catshark de pequeñas manchas (Scyliorhinus canicula), los científicos impidieron que algunos genes se expresaran en embriones de tiburón, genes similares a los que controlan el proceso de desarrollo de las plumas en los pollitos. Cuando hicieron esto, descubrieron que podían evitar el desarrollo de ciertas filas de escamas, lo que apoya la idea de que los apéndices de los pollos y los tiburones están controlados por un conjunto similar de información genética.

Pero también querían averiguar si los patrones de las escalas de tiburón se ajustaban a las matemáticas de Turing.

“Nos unimos a un matemático para averiguar cuál es el patrón y si podemos modelarlo. Descubrimos que los dentículos de piel de tiburón se modelan de manera precisa a través de un conjunto de ecuaciones que surgió de Alan Turing, matemático, informático y descifrador de códigos ”, dijo Fraser. Él y sus colegas descubrieron que las ecuaciones de reacción y difusión de Turing coincidían con lo que observaron en los dentículos de los tiburones, que se muestra en el video de una tomografía computarizada de arriba.

Rory Cooper, un Ph.D. Un estudiante de la Universidad de Sheffield y el primer autor del artículo, explicó que dado que los tiburones pertenecen a una rama muy antigua de la evolución de los vertebrados, el estudio de la piel de tiburón puede dar a los científicos una mejor idea de cómo se ven los apéndices de la piel de los vertebrados, como el pelo y las escamas. Temprano.

"Queríamos aprender sobre los procesos de desarrollo que controlan cómo se modelan estas diversas estructuras y, por lo tanto, los procesos que facilitan sus diversas funciones", dijo.