อลันทัวริงทำนายว่าฉลามและนกแบ่งปันคุณลักษณะที่น่าแปลกใจ

รูปแบบมีอยู่ทุกที่ในธรรมชาติตั้งแต่สีของดาวพฤหัสบดีจนถึงลายทางของ zebrafish รูปแบบแม้ปรากฏในสัตว์ต่าง ๆ มาก นักวิทยาศาสตร์รู้มานานว่าขนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและขนนกเป็นไปตามรูปแบบการจัดเรียงเฉพาะและงานวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ใน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า แสดงให้เห็นว่าเกล็ดฉลามมีรูปแบบเหมือนกัน

ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายนทีมนักวิจัยระบุว่าฟันของฉลาม - เกล็ดขนาดเล็กรูปตัววีที่ปกคลุมร่างกายของพวกเขา - ทำตามรูปแบบที่ระบุโดยทฤษฎีการแพร่กระจายของอลันทัวริง ทฤษฎีนี้ซึ่งนักคณิตศาสตร์ผู้ใช้รหัสที่ตีพิมพ์ในปี 2495 ได้สรุปว่าโมเลกุลในระบบชีวภาพสามารถก่อให้เกิดรูปแบบเฉพาะได้อย่างไร รูปแบบเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบตั้งแต่นั้นสามารถอธิบายการพัฒนาของรูขุมขนและลวดลายขนนกได้อย่างแม่นยำ ตอนนี้ฉลามเข้าร่วมรายการสัตว์ที่ภาคผนวกของทัวริงทำนาย

Gareth Fraser, Ph.D., ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาพัฒนาการวิวัฒนาการที่ University of Florida ทำงานวิจัยขณะที่ University of Sheffield ในสหราชอาณาจักร เขาสังเกตเห็นสิ่งที่น่าสนใจใน DNA ของไก่ในขณะที่ตรวจสอบวิธีการพัฒนาขนของพวกเขา

“ เราพบว่าการแสดงออกของยีนที่ดีมากเหล่านี้เป็นแบบแผนที่จุดเหล่านี้ปรากฏขึ้นซึ่งในที่สุดก็กลายเป็นขนนก” เฟรเซอร์กล่าว “ เราคิดว่าฉลามอาจทำสิ่งที่คล้ายกันและเราพบสองแถวบนพื้นผิวด้านหลังซึ่งเริ่มกระบวนการทั้งหมด”

ผ่านการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมและการทดลองการยับยั้งทางพันธุกรรมใน catshark ขนาดเล็กด่าง (Scyliorhinus canicula) นักวิทยาศาสตร์ยับยั้งยีนบางตัวจากการแสดงออกในตัวอ่อนปลาฉลาม - ยีนที่คล้ายกันกับยีนที่ควบคุมกระบวนการพัฒนาขนนกในลูกไก่ เมื่อพวกเขาทำสิ่งนี้พวกเขาพบว่าพวกเขาสามารถป้องกันไม่ให้แถวของเกล็ดพัฒนาซึ่งสนับสนุนความคิดที่ว่าอวัยวะของไก่และฉลามถูกควบคุมโดยข้อมูลพันธุกรรมชุดเดียวกัน

แต่พวกเขาต้องการทราบว่ารูปแบบของเกล็ดปลาฉลามนั้นเหมาะสมกับคณิตศาสตร์ของทัวริงหรือไม่

“ เราร่วมมือกับนักคณิตศาสตร์เพื่อค้นหาว่ารูปแบบนั้นคืออะไรและเราสามารถสร้างแบบจำลองได้หรือไม่ เราพบว่า Denticles skin shark นั้นได้รับการออกแบบมาอย่างแม่นยำผ่านชุดของสมการที่ Alan Turing นักคณิตศาสตร์นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และตัวถอดรหัสรหัสขึ้นมาด้วย” เฟรเซอร์กล่าว เขาและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่าสมการการแพร่กระจายของปฏิกิริยาทัวริงตรงกับสิ่งที่พวกเขาสังเกตเห็นบนเดือยของฉลามที่แสดงในวิดีโอของการสแกน CT ด้านบน

Rory Cooper, ปริญญาเอก นักเรียนที่ University of Sheffield และผู้เขียนคนแรกของเอกสารอธิบายว่าเนื่องจากฉลามเป็นวิวัฒนาการของสัตว์มีกระดูกสันหลังสาขาที่เก่าแก่ที่สุดการศึกษาหนังฉลามสามารถให้นักวิทยาศาสตร์ได้แนวคิดที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่ผิวหนังของสัตว์มีกระดูกสันหลังเช่นผมและเกล็ด แต่เช้าตรู่

“ เราต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการพัฒนาที่ควบคุมว่าโครงสร้างที่หลากหลายเหล่านี้มีรูปแบบอย่างไรและดังนั้นกระบวนการที่อำนวยความสะดวกในการทำงานต่าง ๆ ของพวกเขา” เขากล่าว