Alan Turing ha predetto che squali e uccelli condividono una caratteristica sorprendente

I modelli sono ovunque in natura, dai colori di Giove alle strisce di un pesce zebra. I modelli appaiono anche su animali molto diversi. Gli scienziati sanno da tempo che i peli dei mammiferi e le penne degli uccelli seguono un particolare schema di arrangiamento e una nuova ricerca pubblicata nel Progressi scientifici mostra che le scale degli squali seguono lo stesso schema.

Nel documento, pubblicato il 7 novembre, un team di ricercatori ha identificato il modo in cui i denticoli degli squali - le minuscole scale a forma di V che ricoprono i loro corpi - seguono lo schema identificato dalla teoria della diffusione-reazione di Alan Turing. Questa teoria, che il matematico autore di codice pubblicato nel 1952, delinea come le molecole nei sistemi biologici possono dare origine a modelli particolari. Questi modelli, da allora gli scienziati hanno scoperto, possono descrivere con precisione lo sviluppo dei follicoli piliferi e del disegno delle piume. Ora gli squali si uniscono alla lista degli animali le cui appendici hanno predetto Turing.

Gareth Fraser, Ph.D., un assistente professore di biologia evolutiva dello sviluppo presso l'Università della Florida, ha lavorato alla ricerca mentre presso l'Università di Sheffield nel Regno Unito. Per prima cosa ha notato qualcosa di interessante nel DNA dei polli, esaminando il modo in cui sviluppano le loro penne.

"Abbiamo trovato queste linee geniali di espressione genica che sono il modello in cui appaiono queste macchie che alla fine si trasformano in piume", ha detto Fraser. "Abbiamo pensato che forse lo squalo fa una cosa simile, e abbiamo trovato due file sulla superficie dorsale, che iniziano l'intero processo."

Attraverso l'analisi genetica e un esperimento di inibizione genetica nel catshark a chiazze piccole (Scyliorhinus canicula), gli scienziati hanno inibito alcuni geni dall'essere espressi negli embrioni di squalo - geni simili a quelli che controllano il processo di sviluppo delle piume nei pulcini. Quando hanno fatto questo, hanno scoperto che potevano impedire lo sviluppo di alcune file di scale, il che supporta l'idea che le appendici dei polli e degli squali siano controllate da un insieme simile di informazioni genetiche.

Ma volevano anche scoprire se gli schemi degli squali si adattassero alla matematica di Turing.

"Abbiamo collaborato con un matematico per capire quale sia il modello e se possiamo modellarlo. Abbiamo scoperto che i denticoli della pelle di squalo sono modellati precisamente attraverso un insieme di equazioni che Alan Turing - il matematico, l'informatico e il decifratore - hanno inventato ", ha detto Fraser. Lui ei suoi colleghi hanno scoperto che le equazioni di diffusione-reazione di Turing corrispondevano a ciò che osservavano sui denticoli degli squali, mostrati nel video di una TAC sopra.

Rory Cooper, un dottorato di ricerca studente dell'Università di Sheffield e primo autore del giornale, ha spiegato che dal momento che gli squali appartengono a un ramo estremamente antico dell'evoluzione dei vertebrati, studiare la pelle di squalo può dare agli scienziati un'idea migliore di quali appendici cutanee dei vertebrati - come capelli e squame - sembravano molto presto.

"Volevamo conoscere i processi di sviluppo che controllano il modo in cui queste diverse strutture sono modellate, e quindi i processi che facilitano le loro varie funzioni", ha detto.