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
Rubriky:  Příroda
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce
reklama

Související články

Jak bezpečně ukládat v podzemí...

Oxid uhličitý je přirozenou součástí atmosféry, ale jak to tak bývá, i...

Na rase psa nezáleží

Pokud jde o chování psů, stereotypy nemají konce – od „společenských“...

Kolika let se může dožít váš pes?...

Jakmile je některý druh domestikován a lidé mohou zasahovat do jeho vývoje,...

Husy jako strážkyně hranic

Na čínských hranicích s Vietnamem hlídá v současné době houf asi 500 hus,...

Technologický bonbónek v asijském...

Někdo to bude považovat za holý nesmysl. Jiní nadšeně zatleskají. Řeč je o...

Ubývá hmyzu

Nepříjemný fenomén posledních let pokračuje a hmyzu čím dál tím více ubývá....

Plastová stavebnice v plicích

Poprvé bylo zaznamenáno znečištění mikroplasty hluboko v plicích živých lidí. Částice...

Hormonem lásky na krále zvířat: Oxytocin...

O pozitivních i negativních dopadech hormonu lásky na člověka...

Používají houby řeč? Výzkum to...

Matematická analýza elektrických signálů, které si houby mezi sebou...

Okřídlený mistr dravosti: Sršen...

O možném ohrožení našeho kontinentu sršní asijskou jsme poprvé psali již před mnoha...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Vědci mrknou denisovanům na zoubek

Vědci mrknou denisovanům na zoubek

Podle nové mezinárodní studie by dětský zub nalezený v laoské jeskyni...
Česká aplikace Vitadio pomáhá s léčbou cukrovky

Česká aplikace Vitadio pomáhá s...

Česká mobilní aplikace Vitadio, která pomáhá pacientům v prevenci a léčbě diabetu 2....
Barcelona si tradičně žádá nejtvrdší pneumatiky

Barcelona si tradičně žádá...

Okruh v Barceloně už dobře znají jak týmy, tak společnost Pirelli,...
Osudný omyl krále country

Osudný omyl krále country

Poslední den roku 1943 je na americké letecké základně v Roswellu...
Vladimir Majakovskij: Zabiju se, když odejdeš!

Vladimir Majakovskij: Zabiju se,...

Pro jedny je mistrem slova, pro druhé nenapravitelný sukničkář, pro další...
Podivuhodní delfíni: Opičí se víc, než opice – a paměť mají lepší, než slon

Podivuhodní delfíni: Opičí se víc, než...

Mít paměť jako slon není zase takové terno. Mnohem lepšího...
Úsvit ponorek: Němci nevěděli, co s nimi

Úsvit ponorek: Němci nevěděli,...

Myslíte si, že využití ponorek pro válečné účely vzniklo jako geniální...
James Dean: Slunce září na cestu naposled

James Dean: Slunce září na cestu...

Maminka mu umírá na rakovinu, když je mu pouhých devět let. Prací...
City vyznané atentátem

City vyznané atentátem

Nenápadný mladík dosud ukrytý v davu vybíhá na volné prostranství s revolverem...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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