Miten Leopardi sai pilkkunsa?

 

Kuva: JanErkamp, CC BY- 3.0. 

Joel Kontinen

Kun Rudyard Kipling kertoi, kuinka leopardi sai pilkkunsa, hän erehtyi. Leopardeilla on ”ruusukkeet”; pilkut ovat gepardeilla, kertoo HudsonAlpha-biotekniikan instituutin geneettikko Gregory Barsh. Mutta millänimellä tahansa kutsutaankin pilkkuja, se on pitkään ollut mysteeri, kuinka villikissat ja muut kissaelämet hankkivat ne.

Nyt Barsh jahänen kollegansa ovat löytäneet vastauksen. Näin tehdessään he ovat osoittaneet, että 70-vuotias teoria, joka selittää luonnossa esiintyviä malleja, pätee kissojen ja todennäköisesti myös muiden nisäkkäiden turkisten väriin.

 ”Tämä on tärkeä tutkimus, joka paljastaa osan turkin värimerkintöjen geneettisestä perustasta, joka on niin merkittävä monissa nisäkkäissä ”, kertoo Roslin-instituutin kehitysbiologi Denis Headon. Se tarjoaa myös välähdyksen siitä, miten nuo geenit toimivat kehityksen aikana muodostaen sen, mitä hän kutsuu "erittäin sopeutuvaksi mekanismiksi", joka reagoi geneettisiin muutoksiin tuottaen erilaisia ​​turkkikuvioita raidoista täpliin. Biologit ovat tunnistaneet karvatupen solut mustien, ruskean, keltaisen ja punaisen pigmenttien lähteeksi, jotka värjäävät hiuksia tai turkista. "Mutta emme tienneet, milloin ja missä värikuvion muodostuminen tapahtui", Barsh sanoo.

 Vuonna 1952 tietotekniikan edelläkävijä Alan Turing ehdotti, että molekyylit, jotka estävät ja aktivoivat toisiaan, voisivat luoda jaksollisia malleja luonnossa, jos ne leviävät kudoksen läpi eri nopeuksilla. Kolmekymmentä vuotta myöhemmin muut tutkijat käyttivät hänen teoriansa kehittämään hypoteesin siitä, kuinka täplät, raidat ja muut värimallit muodostuvat kehityksen aikana. Tässä järjestelmässä aktivaattorimolekyylit värittävät solun, mutta laukaisevat myös inhibiittoreiden tuotannon, jotka diffundoituvat nopeammin kuin aktivaattorit ja voivat sulkea pigmenttituotannon. Viime vuonna tämä ajatus osoittautui oikeaksi apinankukiksi kutsuttujen kasvien kohdalla: Tutkijat osoittivat, että terälehtien tummat, aktivoidut täplät rengaistuvat pigmentoimattomalla kudoksella estäjien levitessä (Science, 30. elokuuta 2019, s.854). Ja tutkijat olivat osoittaneet, että Turingin mallin mukaiset molekyylit auttavat käynnistämään hiusten follikkelien kehittymisen. Mutta kuinka turkin väri kehittyy nisäkkäissä, pysyi suurelta osin salaperäisenä, koska hiirillä ja muilla helposti tutkittavilla laboratorioeläimillä ei ole täpliä tai raitoja. Joten Barshin tiimi kääntyi kotikissojen puoleen seuraamaan molekyyliaktivaattoreiden ja turkin värin estäjien identiteettiä. Vuosikymmen sitten he löysivät geenin, Tabbyn, joka mutatoituna antaa tabby-kissoille mustia täpliä tavallisten tummien raitojen sijaan. HudsonAlpha-geenitutkija Christopher Kaelin havaitsi saman mutaation kuningasgepardeissa, joiden turkin täplät olivat epätavallisen suuria ja täplikkäitä, mikä viittaa siihen, että samat geenit värittävät sekä villi- että kotikissoja.

Mutta tutkijat olivat jo näyttäneet, että Turingin mekanismi asettaa karvojen muodot – mutta ei kuitenkaan väriä – hiiren kehityksessä. Barshin ja kollegat huomasivat, että kissoissa ja mahdollisuuksien mukaan muissakin nisäkkäissä värit ja niiden yhdistelmät ovat jo selvillä, kun karvat syntyvät.

Penniisi ei missään tapauksessa sano, että jokin ilmiö syntyi, kun se evoluutio astui kuvaan. Tutkijoiden täytyy saada testattavia tuloksia, jotta jokin saadaan selville, vaikka se ilmaistaan sanoilla ehkä, mahdollisesti ja luultavasti.

Lähde:

Pennisi, Elizabeth. 2020. How cats get their stripes and spots, Science 370 (6521) Sivu. 1147, 4.12.