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

Potvrzeno: Luňák červený byl otráven zakázaným karbofuranem

Potvrzeno: Luňák červený byl...

Na začátku března našli pracovníci správy Chráněné krajinné oblasti Pálava...
S likvidací plastového odpadu nám pomůže hmyz

S likvidací plastového odpadu nám...

Lidstvo se dlouhodobě zabývá otázkou, jak vyřešit problematiku...
Velký bariérový útes opět trpí

Velký bariérový útes opět trpí

Poslední letecké snímky jasně naznačily to, čeho se dlouhodobě obávají nejen mořští...
Vědci se vypravili do hlubin

Vědci se vypravili do hlubin

Jeden z nejsilnějších hlubinných predátorů je bezesporu kalmar peruánský...
Nově narozené jehně „bretaňského skřítka“

Nově narozené jehně...

Z radostné události se v současné době těší ošetřovatelé i další pracovníci...
Je to holčička

Je to holčička

Dobré zprávy jsou vždy důležité, v poslední době ale více než jindy....
Zbývá již jen jedna

Zbývá již jen jedna

Bílé žirafy jsou ve světě velice vzácné, pytlákům se v nedávné době...
V Liberci se narodilo historicky první mládě mravenečníka velkého

V Liberci se narodilo historicky...

Poslední únorové dny byly v liberecké zoologické zahradě ve znamení...
Ve Francii umírají delfíni, zodpovědnost nesou rybáři

Ve Francii umírají delfíni,...

Zhruba 670 mrtvých delfínů už bylo od začátku ledna do konce února vyplaveno...
Rysí populace v českém pohraničí

Rysí populace v českém pohraničí

Česko-bavorsko-rakouská rysí populace zahrnuje 107 kusů, zhruba třetinu tvoří...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Nekompomisní boj o trhy: Benátčané bohatli i díky drahému šafránu

Nekompomisní boj o trhy: Benátčané...

„Prodám šafrán“ vykřikne kupec na benátském trhu. Rozemleté blizny šafránu pochází z Persie a jsou...
Vyjmenujete nejvyšší hory všech kontinentů?

Vyjmenujete nejvyšší hory všech...

Nejvyšší horou na celém světě z hlediska nadmořské...
Trhlina u Las Vegas: Co zpomaluje čas nad „městem hříchu“?

Trhlina u Las Vegas: Co zpomaluje čas...

Představa cestování časem fascinuje i ty největší mozky světa....
Ferdinand V. Dobrotivý se naučil pět jazyků

Ferdinand V. Dobrotivý se naučil...

Před císařovým sídlem ve Vídni demonstruje rozčilený dav. „A mají k tomu povolení?“ zeptá se...
Kolik hodin spí jaké zvíře?

Kolik hodin spí jaké zvíře?

Spánek je jednou ze základních fyziologických potřeb, bez kterého se neobejde žádný...
Bezdotyková sluchátka: Umí vést hudbu kostmi!

Bezdotyková sluchátka: Umí vést...

Sviští s větrem o závod, hrající hudba ze sluchátek ho žene kupředu. Cyklista...
Londýnský Tower: Vězení pro kandidáty na popravu

Londýnský Tower: Vězení pro...

Počátky Toweru, londýnského Paláce a pevnosti Jejího Veličenstva, se datují do roku 1078....
Existují části těla, které nepotřebujeme?

Existují části těla, které...

Lidské tělo je komplexní mechanismus, kde všechno má svůj účel....
Karel IV. pod vlivem astrologie: Stavbu Karlštejna mu nadiktovaly hvězdy

Karel IV. pod vlivem astrologie:...

Už za vlády krále Jana Lucemburského, prvního Lucemburka na českém trůně, působí na pražském dvoře...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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