Почему у рыбок данио (почти) всегда есть полосы

Исследователи разработали математическую модель, объясняющую ключевую роль одного из типов пигментных клеток — иридофоров — в формировании знаменитых желто-синих полос у рыбок данио.

Ключевая роль иридофоров

• Данио начинают жизнь как прозрачные эмбрионы с тремя типами пигментных клеток на коже.
• Долгое время исследования фокусировались на черных меланофорах и желтых ксантофорах. Роль иридофоров была открыта лишь в 2013 году.
• Мутации данио, лишенные иридофоров, развивают пятна вместо полос, что указывает на их жизненно важную функцию.

Как работает модель

Модель, разработанная Александрией Волкенинг и Бьорном Сандстеде (Nature Communications), использует известные данные о взаимодействиях двух других типов клеток, чтобы предсказать поведение иридофоров.

• Иридофоры меняют свою форму по тщательно организованному шаблону на коже рыбы.
• Эти изменения формы инструктируют меланофоры и ксантофоры, куда двигаться, что в итоге приводит к формированию полос.
• Модель объясняет, что движет этими изменениями формы.

Сложность и надежность системы

Процесс крайне сложен, но эта сложность создает избыточность (редундантность) в системе взаимодействий клеток.

• Иридофоры получают сигналы из нескольких источников.
• Если одно взаимодействие нарушается, другое может его заменить.
• Благодаря этому полосы формируются даже при сбоях в отдельных клеточных процессах (хотя могут быть неидеальными).
• Модель также объясняет, почему при серьезных нарушениях (как в некоторых мутациях) полосы не образуются вовсе.

Это открытие и модель представляют собой смену парадигмы в понимании формирования полос у данио и могут объяснить, почему у родственных рыб развиваются разные узоры.