วิธีที่เสือดาวได้จุดของมันและม้าลายลายของมันอาจไม่ใช่เรื่องเล่าอีกต่อไป นักชีววิทยาเริ่มที่จะระบุกลไกระดับโมเลกุลที่สัตว์ต่างๆ ใช้ในการตกแต่งตัวมันเองด้วยการหมุนวน แถบ จุด และจุดหลากสีสัน
รูปแบบที่ยอดเยี่ยมและขนาดเล็ก นักชีววิทยาสำรวจกลไกระดับโมเลกุลของแถบลายและจุดของสัตว์ที่อยู่เบื้องล่างจากด้านบน: TRIGGERMOUSE/ISTOCKPHOTO; GLOBALP/ISTOCKPHOTO
การแสดงออกของยีนที่เปล่งแสง ปีกของแมลงวันผลไม้ดัดแปลงพันธุกรรมรุ่นเยาว์ (Drosophila guttifera) แสดงกิจกรรมทางพันธุกรรมแฝงอยู่ โดยจุด (สีเขียว) และเงา (สีแดง) จะก่อตัวขึ้น
T. WERNER ET AL./NATURE 2010
แมลง ปลา และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอาจมีเล่ห์เหลี่ยมต่างกัน ตัวอย่างเช่น ผีเสื้อและแมลงวันผลไม้ ทาสีสิ่งประดับปีกบนลวดลายพื้นฐาน เช่น เส้นปีก ปลาอาจจัดเรียงเกล็ดสีตาม “รูปแบบล่วงหน้า” ในทำนองเดียวกัน แต่อาจตกแต่งครีบตามหลักการทางคณิตศาสตร์ที่วางบนกระดานเปล่า และเครื่องหมายความงามของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอาจเกิดขึ้นเช่นเดียวกับปลา — หรือผ่านกลไกที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ Alan Turing เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกที่อธิบายว่ารูปแบบสีอาจเกิดขึ้นได้อย่างไร ในกระดาษปี 1952 เขาจินตนาการถึงรูปแบบว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ประกอบขึ้นเองของปฏิกิริยาโมเลกุลที่สร้างขึ้นเมื่อสารเคมีสองชนิดกระจายไปทั่วพื้นผิวที่สม่ำเสมอ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของทัวริงสามารถจำลองรูปแบบใดๆ ก็ตามที่พบในธรรมชาติ และในไม่ช้านักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มตามล่าหาสารเคมีที่ทำหน้าที่ทาสีปีกผีเสื้อและลายเสือ
แต่ “ทัวริงทำให้นักชีววิทยาหลงผิด” Fred Nijhout นักสรีรวิทยาพัฒนาการแห่ง Duke University ในเมือง Durham รัฐนอร์ทแคโรไลนา กล่าว “ในทางคณิตศาสตร์นั้นถูกต้องทั้งหมด และมีระบบทางกายภาพบางอย่างที่สามารถเกิดขึ้นได้” เขากล่าว
ทัวริงได้กำหนดทฤษฎีของเขาก่อนยุคใหม่ของอณูพันธุศาสตร์ และระบบทางชีววิทยาไม่ได้ทำงานตามที่แบบจำลองของเขาทำนายเสมอไป
ประการหนึ่ง ผิวหนัง เกล็ด และขนไม่ใช่ผืนผ้าใบเปล่าที่ทัวริงจินตนาการวาดลวดลายสีเอง Sean B. Carroll นักชีววิทยาพัฒนาการและวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสันกล่าวว่า “บางครั้งชีววิทยาก็ไม่ค่อยให้ความร่วมมือเพราะใช้ส่วนประกอบมากกว่าที่แบบจำลองบอกเราว่าจำเป็น”
ทีมที่นำโดย Carroll เพิ่งพบหลักฐานระดับโมเลกุลว่ารูปแบบที่มีอยู่แล้วมีความสำคัญในการกำกับรูปแบบสีให้เกิดขึ้น นักวิจัยศึกษาแมลงวันผลไม้สายพันธุ์หนึ่งที่เรียกว่าดรอสโซฟิลา กุ ตติเฟ รา ซึ่งมีจุดสีดำ 16 จุดและเงาสีเทาสี่จุดบนปีกแต่ละข้าง จุดด่างดำเกิดขึ้นที่เส้นเลือดปีกตัดกัน ในขณะที่เงาก่อตัวขึ้นในช่องว่างระหว่างเส้นเลือด
กลไกที่สร้างจุดและเงาเหล่านี้บนระบบที่วางเส้นปีกและส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย ทีมงานของ Carroll รายงานเมื่อวันที่ 22 เมษายนNature
ทุกครั้งที่นักวิทยาศาสตร์พบแมลงวันที่มีจุดสีดำใหม่บนปีกของมัน จุดนั้นมักจะปรากฏในจุดที่อวัยวะรับความรู้สึกใหม่ก่อตัวขึ้น หรือที่เส้นเลือดดำที่ปีกสร้างจุดเชื่อมต่อใหม่ แมลงวันที่ไม่มีเส้นปีกหรืออวัยวะรับสัมผัสบางส่วนก็ขาดหายไปเช่นกัน
งานนักสืบระดับโมเลกุลเปิดเผยว่าโปรตีนที่เรียกว่า Wingless ช่วยดึงจุดต่างๆ Wingless มีหน้าที่หลายอย่างในระหว่างการพัฒนาแมลงวันผลไม้ รวมถึงการจัดตำแหน่งส่วนต่างๆ ของร่างกายของแมลงวันอย่างเหมาะสม กำกับตำแหน่งที่ขาและปีกจะเติบโต และช่วยสร้างส่วนหนึ่งของระบบย่อยอาหาร ในช่วงหนึ่งของวิวัฒนาการ Carroll กล่าวว่าบรรพบุรุษของD. guttiferaและแมลงวันบางสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องได้ร่วมกันเลือกระบบ Wingless เพื่อสร้างรูปแบบสี
การจี้ทำได้โดยการใส่สวิตช์ใหม่เข้าไปในแผงควบคุม DNA ที่ควบคุมการทำงานของยีนที่สร้างเม็ดสี เมื่อใดก็ตามที่ Wingless ช่วยสร้างอวัยวะรับความรู้สึกบนปีก สวิตช์จะพลิกไปที่การผลิตเม็ดสี และจุดหรือเงาจะปรากฏขึ้น
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
