Жах дерматолога. Учені розповіли, чому шкіра крокодилів така горбиста (фото)

У світі рептилій крокодили вирізняються своєю незвичною шкірою: замість гладкої луски змій і ящірок, у них більш горбистий тривимірний малюнок з лускою на головах. Те, як формується їхня унікальна шкіра, досі спантеличувало вчених. Але тепер, вчені, схоже, розгадали цю таємницю, пише Popular Science.

У новому дослідженні команда з Женевського університету у Швейцарії виявила, що малюнок луски на морді та щелепах крокодилів формується механічним процесом складання шкіри, а зовсім не генетикою. Свої результати вчені детально описали в дослідженні.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Як правило, придатки шкіри тварин, зокрема волосся, пір'я та луска, контролюються певними генами під час розвитку ембріона. Але крокодили, ймовірно, є винятком із цього правила.

За словами співавтора дослідження і фізичного біолога Мішель Мілінкович, крокодили — красиві тварини з поганою репутацією. Насправді ці тварини дивовижні з цілої низки причин, зокрема й тому, що утворюють сестринську групу птахів і динозаврів.

Не менш цікавим є й те, що луска на їхніх тілах і головах розвивається абсолютно по-різному. Луска тіла крокодила розвивається з того, що вчені називають візерунком у горошок експресії генів під час розвитку ембріона. Це відбувається, коли певні гени вмикаються в певних і локалізованих областях тканини або органу. За словами Мілінкович, у кожній точці високої експресії генів клітини стають приреченими до формування придатка кої, чи то волосся, чи то пір'я, чи то луска, залежно від виду тварини.

Водночас луска голови крокодила формується зовсім іншим чином і не залежить від генетика. Під час дослідження вчені взяли зразок крові в нільського крокодила і були вражені незвичайним малюнком лусочок на його щелепах і морді, де деякі з багатокутників мали незв'язані краї. Такий малюнок не міг пояснюватися генетикою.

У результаті вчені дійшли висновку, що такий малюнок був створений механічним процесом, але визначення цього процесу раніше вислизало від учених, оскільки ембріони крокодилів вивчаються досить рідко.

Загалом вченим знадобилося 10 років, щоб зібрати достатньо ембріонів для нового дослідження. Далі вчені об'єднали експерименти з ембріонами та комп'ютерне моделювання, щоб створити тривимірну механічну модель зростання, яка деталізує малюнок лусочок на голові крокодила.

Результати вказують на те, що лусочки тварин самоорганізуються за допомогою деяких знайомих механічних процесів, зокрема й компресійного складання. Відомо, що процес починається, коли шкіра росте швидше, ніж кістка, що лежить під нею, і коли сама шкіра стає або більш еластичною, або жорсткою. Це згинання і фізична зміна потім створюють нерегулярні геометричні візерунки на лусочках голови. Цей процес також обумовлений і тим, що крокодил росте абсолютно по-різному.

За словами Мілінковича, математична модель вказує на те, що різні візерунки лусочок голови у різних видів крокодилів легко отримати, трохи змінивши механічні властивості шкіри. Отже, для цього процесу зовсім не обов'язково вдаватися до модифікації багатьох генів.

Для того, щоб розгадати цю таємницю, вченим також довелося розробити нові способи фарбування колагену. Ця нова техніка фарбування допомогла Мілінковичу побачити, яких механічних властивостей колаген надає шкірі, а також зрозуміти, як працює колаген у шкірі.

Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили останки унікального крокодила.