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

Špatné zprávy z Austrálie: Tamním ptakopyskům hrozí vyhynutí

Špatné zprávy z Austrálie: Tamním...

Klimatické změny, nadměrné čerpání vody z řek a obecně ztráta přirozeného...
Záchranný program Kukang chrání outloně na Sumatře již 6 let

Záchranný program Kukang chrání...

Organizace The Kukang Rescue Program, jejímž cílem je boj proti...
V Liberci poprvé v historii odchovali zoborožce šedolícé

V Liberci poprvé v historii...

Výjimečný chovatelský úspěch zaznamenali ošetřovatelé z pavilonu tropů....
Pstruzi se vrací do šumavského jezera Laka po 50 letech

Pstruzi se vrací do šumavského...

Skvělou zprávu z říjnového průzkumu šumavských jezer přivezli...
Do Zoo Liberec dorazila dvojice tropických ještěrů

Do Zoo Liberec dorazila dvojice...

Pavilon tropů v liberecké zoo má nové obyvatele. Z vídeňské zoologické zahrady...
Panda proti pandě

Panda proti pandě

Černobílé pandy jsou mezi zoology velice oblíbeným cílem a pozorování...
Slunatec nádherný se náležitě představil

Slunatec nádherný se náležitě...

Ačkoliv měří sice jen něco málo přes 40 centimetrů a jeho hmotnost dosahuje...
Jak si plave robodelfín?

Jak si plave robodelfín?

Plavání s živými delfíny již dnes není nic výjimečného, v době, kdy...
Želvušky pod ochranou

Želvušky pod ochranou

Co do velikosti jsou bezobratlé želvušky (Tardigrada) skutečně malými tvory –...
V lesích jižní Moravy je víc housenek než v tropech

V lesích jižní Moravy je víc...

Ubývání hmyzu je jedním z velkých ekologických problémů současnosti....

Nenechte si ujít další zajímavé články

První Šípková Růženka: Záletný král ji znásilní ve spánku!

První Šípková Růženka: Záletný král...

Příběh o krásné princezně, která se v království jednoho dne píchne do...
Skrývá hrad Potštejn skutečný poklad?

Skrývá hrad Potštejn skutečný...

Hrabě Jan Antonín Harbuval Chamaré si nedá pokoj. Po tajemném pokladu kdesi...
Není pilot jako pilot: Roboti mají letadla stavět, udržovat i řídit!

Není pilot jako pilot: Roboti mají...

Americké Air Force nezahálí a pouští se do pomalé revoluce v létání. Do...
Jak funguje závislost?

Jak funguje závislost?

Když se řekne slovo závislost, asi první věc, která se nám...
Wilhelm Frick: Zapomenutý protektor loutka

Wilhelm Frick: Zapomenutý...

„Zejména v budoucnu bude myšlena jako místo pro penzistu na dožití,“...
Kongamato: Létající lebka, která děsí Afriku!

Kongamato: Létající lebka, která...

Nad Kongem se vznáší stín. Vrhá ho tělo netvora, kterému místní říkají kongamato....
Případ Gypsy Blanchardové: Tak trochu jiná mateřská láska

Případ Gypsy Blanchardové: Tak...

Už od malička trpí leukémií a svalovou dystrofií, úsměv její tvář...
Neporazitelný Rocky Marciano: Boxerské legendě dá K.O. až chyba pilota

Neporazitelný Rocky Marciano:...

Dlouhou prohrává na body a vypadá to, že jeho sen se rozplyne. Jenže...
Záludná škytavka: Vědci jí stále nemůžou přijít na kloub

Záludná škytavka: Vědci jí stále...

Oni dva na rande. Dívka je nervózní, proto do sebe kopne sklenku koly. A pak to...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

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