Чешуя на головах крокодилов образуется из трещин, а не генетически запрограммирована

Международная группа исследователей из Швейцарии, Франции и Бельгии обнаружила, что расположение чешуи на головах крокодилов определяется не генетикой, а образованием трещин в коже во время развития черепа. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Обычно развитие чешуи у рептилий происходит в процессе scale primordium, когда генетически заданные единицы развития формируют чешую заданной ДНК формы и цвета. Однако, как выяснилось, для чешуи, покрывающей голову крокодилов, это не так.

Исследование паттернов

Ученые сделали множество высокодетализированных фотографий голов 15 молодых крокодилов и создали 3D-модели, отображающие только линии раздела между чешуйками. Анализ этих линий с помощью ПО для распознавания образов показал, что образуемые ими многоугольники повторяют паттерны естественного растрескивания, например, при высыхании грязи.

Механизм формирования

Изучая эмбриональное развитие, исследователи наблюдали, как на голове (морде, челюстях) случайным образом формируются бугорки — дермальные датчики давления (DPS), сенсорные органы для обнаружения изменений на поверхности воды. Вокруг этих бугорков развивалась толстая кожа. По мере роста черепа между бугорками появлялись и углублялись борозды, которые в итоге соединялись, формируя характерный чешуйчатый рисунок взрослой особи. Процесс scale primordium при этом не происходил.

Это открытие дает новую информацию для изучения взаимодействия генетической детерминации и физико-химических процессов окружающей среды в биологическом развитии организмов.