Objevné rovnice! Jak vznikají skvrny na levhartí kůži?

Princip utváření složitých obrazců u dospělých levhartů a jaguárů je pro vědce záhadou už dlouhá staletí. Problém se možná nakonec podařilo rozlousknout až letos v létě matematikům z tchajwanské Národní univerzity Chung-Hsing v Taichungu.Princip utváření složitých obrazců u dospělých levhartů a jaguárů je pro vědce záhadou už dlouhá staletí. Problém se možná nakonec podařilo rozlousknout až letos v létě matematikům z tchajwanské Národní univerzity Chung-Hsing v Taichungu.

Na první pohled by se mohlo zdát, že výrazná kresba většiny velkých kočkovitých šelem musí zvíře spíše prozradit, než skrýt před zraky potenciální kořisti. Nicméně vše se změní ve chvíli, kdy se kočka začne pohybovat.

Tmavý vzor na světlém podkladě za pohybu vytvoří zcela nevýraznou nahnědlou šmouhu, která dokonale splývá s okolním porostem. Zoology trápil princip vzniku skvrn už dlouhá léta, nicméně na jedné skutečnosti se dokázali shodnout vcelku snadno.

Původně se jednalo jen o jednoduché tečky, které se do dalších obrazců vyvinuly v průběhu evoluce nových druhů. Stejně tak se tento vývoj do jisté míry opakuje i v průběhu života každého jedince. Koťata většinou mívají na kožichu pouze základní skvrny, které se s přibývajícím věkem výrazně mění.

Rovnice pro zvířecí kožichV roce 1952 se objevila první teorie o vzniku barevných obrazců na kůži některých zvířat. Přišel s ní britský matematik Alan Turing, který vycházel ze vzájemného působení dvou látek (tvz.

morfogenů) odpovídajících za tmavou barvu vzoru a za světlou barvu podkladu. Výsledek jejich činnosti je určen rychlostí, jakou se obě látky šíří kůží, a chováním při jejich vzájemném kontaktu. Mohou se i přímo ovlivňovat, například při dosažení určité koncentrace jedné látky se spustí či zablokuje produkce druhé.

Jiný výsledek za sebou zanechá přátelské překrytí doprovázené pouhým zpomalením další cesty, jiné nesnášenlivé odpuzování. Turing svou hypotézu nazval „reakčně difúzní rovnicí“ a za pomoci doplňování různých hodnot pro rychlost šíření a vzorců interakcí dvou morfogenů dokázal sestavit modely pro řadu zvířecích šablon.

Dva kroky k cíli„Problém nastává ve chvíli, kdy se podobný model pokusíme sestavit i pro složité dvorce v srsti velkých kočkovitých šelem,“ říká Sy-Sang Liaw z Národní univerzity Chung-Hsing v Taichungu.

Například u levhartů mají mláďata v kožichu jednoduché skvrny, dospělí jedinci nosí vzor z rozlámaných rozet (ornamentálních motivů ve tvaru růžice). Jaguáři vyznávají ještě o něco složitější módu. Jejich skvrny se skládají do pravidelných velkých mnohoúhelníků s tmavou tečkou uprostřed.

Fyzikové se snažili k takovým obrazcům dospět za pomoci Turignových rovnic, ale jednoduše žádná kombinace vztahů dvou morfogenů nevedla k cíli. Jedna zákonitost, která by dokázala „namalovat“ nepravidelné cákance u koťat a s přibývajícím věkem je přestavět na kruhy či mnohoúhelníky, zkrátka neexistuje.

Tým Sy-Sang Liawa tedy musel přistoupit na nová pravidla. Tečky se vyrábějí podle jedné rovnice, v průběhu dospívání se morfogeny přepnou a začne platit nová rovnice. Než vědci našli funkční dvoufázové řešení, uplynul téměř celý rok.

Jaguáří experti„Nejtvrdším oříškem pro nás byl vzor pro jaguáří kůži,“ tvrdí Liaw. „Všichni před námi se snažili její šablonu sestavit za pomoci jediné rovnice, proto nemohli nikdy uspět.“ Tchajwancům se nakonec povedl i jaguár.

Přestože se však teoretický model podařilo stanovit pro všechny vzory kočkovitých šelem, o vlastnostech morfogenů a jejich fyzickém chování se zatím neví téměř nic. Nikdo tedy zatím nemůže s jistotou říci, jak to u koček ve skutečnosti vlastně funguje.

Nový přístup sice odhalil možný matematický princip, nicméně ještě více ztížil práci biochemikům hledajícím skutečné látky, jež by mohly označit za morfogeny. Pokud by totiž skvrny vznikaly dvoufázově, musí vědci kromě morfogenů začít hledat také onen „přepínač“ pro dospělou fázi. Z matematického hlediska se jako první nabízí určitá hranice velikosti povrchu, po kterém se morfogeny šíří, biologové zase pokukují po pohlavních a růstových hormonech. Ale všechno může být pochopitelně i úplně jinak.

Kabát pro velké kočkyGepard – koťata i dospělí mají drobné plné oválné skvrny, které se na konci ocasu spojují v několik příčných pruhůIrbis – koťata mají jednoduché tečky, dospělí na hlavě a končetinách plné oválné skvrny, na zbytku těla podlouhlé kruhy se světlejším středemJaguár – koťata mají jednoduché tečky, dospělí na hlavě a končetinách plné oválné skvrny, na zbytku těla se skládají po třech až pěti do velkých rozet se světlejším středem a tečkou uprostředLev – koťata mají výraznou kresbu kruhových skvrn v tmavší barvě než podkladové, zatímco dospělí lvi bývají zcela bez kresbyLevhart – koťata mají jednoduché tečky, dospělí na hlavě a končetinách plné oválné skvrny, na zbytku těla se skládají po třech až pěti do rozet se světlejším středemTygr – u koťat i dospělých šelem se skvrny slévají ve vertikální pruhy, přičemž na čenichu zůstávají tečky v pruzích oddělené

Autor: Petra Soukupová
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Pýcha našich rašelinišť

Pýcha našich rašelinišť

Sřevlík Ménétriésův (Carabus menetriesi), řazený do červeného seznamu...
Jak zlikvidovat alespoň některá klíšťata? Čeští vědci možná nalezli cestu…

Jak zlikvidovat alespoň některá...

Aby klíšťata neztratila příliš mnoho vody a nevyschla, snaží se ze všech...
Orel ze zkumavky

Orel ze zkumavky

Obrovský úspěch světového významu se podařil liberecké zoo. Jako první na světě...
Nový typ viru u krys byl objeven v Etiopii

Nový typ viru u krys byl objeven...

Vědecký časopis Journal of Vertebrate Biology zveřejnil studii, která...
Českou republiku dobývají nepůvodní druhy klíšťat

Českou republiku dobývají nepůvodní...

Stovky nálezů pijáka lužního nebo překvapivý výskyt klíštěte rodu Hyalomma,...
Uplynulo 80 let od vymizení labského lososa. Lidé bojují za jeho návrat do řek…

Uplynulo 80 let od vymizení labského...

Losos obecný patřil do středověku mezi nejdůležitější součást jídelníčku...
Tajemství velkých „lidožroutů“

Tajemství velkých „lidožroutů“

Jedna z podrobnějších studií z nedávné doby zaměřená na jídelníček...
Zoo Liberec začala s chovem osináků afrických

Zoo Liberec začala s chovem...

V Tropickém pavilonu vznikla další kombinovaná expozice. Po arech hyacintových s...
Kam sahá psí láska? Během experimentu zachránila svého majitele třetina psů

Kam sahá psí láska? Během...

O silném poutu mezi psy a lidmi se asi není třeba dlouze rozepisovat....
Blíží se záchrana gibonů hainanských?

Blíží se záchrana gibonů...

Zřejmě tím vůbec nejohroženějším primátem na světě je gibon hainanský...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Největší letecká bitva u nás? Hořící nebe nad Hanou!

Největší letecká bitva u nás?...

Temné hučení kdesi v dálce na zamračeném nebi. Hrozivě vypadající stíny...
Nesmrtelný dvoutakt na závodních okruzích: Výstava motocyklů v Hořicích

Nesmrtelný dvoutakt na závodních...

Městské muzeum ve spolupráci s hořickým historikem motocyklových závodů...
Českobudějovičtí parazitologové otestovali vakcínu proti lymské borelióze

Českobudějovičtí parazitologové...

Na světě již existuje látka, z níž by se mohla vyrábět vakcína proti lymské...
Co nám dal starověký Egypt? Jaké vynálezy používáme i dnes?

Co nám dal starověký Egypt? Jaké...

Co bychom si počali bez obyvatel starověkého Egypta? Vymysleli snad všechny...
Na cesty vyrážím zásadně s mobilem a zápisníkem, říká reálný „Indiana Jones“

Na cesty vyrážím zásadně s mobilem a...

Právem bývá nazýván Indiana Jonesem skutečného života. Rodák z...
Očkujte své děti proti HPV

Očkujte své děti proti HPV

Rakovina děložního čípku, nebo genitální bradavice, to jsou jedny z několika nemocí,...
Rekordy u pomníků: Do největší jezdecké sochy se vešlo 21 lidí

Rekordy u pomníků: Do největší...

Na počest sjednotitele Itálie, krále Viktora Emanuela II. (1820 – 1878), vzniká v letech 1895 –...
Dobrodružným pravěkem se Zdeňkem Burianem

Dobrodružným pravěkem se Zdeňkem...

Výstava Zdeněk Burian – Dobrodružství pravěku nabídne široké veřejnosti neobyčejné...
Zákeřná bakterie způsobuje vážná onemocnění malých dětí

Zákeřná bakterie způsobuje vážná...

Haemophilus influenzae typu b – složitý název bakterie, která dokáže být...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.