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.
Tekstit
