Zakaj Nemo ima 3 bele trakove? Biologi pretehtajo

Koralne ribe so znane po svoji raznolikosti barv in vzorcev, od katerih je vsak bolj presenetljiv kot naslednji. Primeri vključujejo bakreno mehko metuljo (Chelmon rostratus, ki ima na svojem telesu črno "oko"), modri tang (Paracanthurus hepatus) in Picasso sprožilec (Rhinecanthus aculeatus), katerega ime je povezano z vzorci svetlih barv na njegovih straneh.

Eden najbolj znanih primerov koralnih rib je klovn, ki je igral v animiranem filmu Pixar Iskanje Nema Ta majhna ribica, ki živi v simbiozi z morsko vetrnico, je zlahka prepoznavna po svetlo oranžnem telesu in širokih belih črtah.

Kljub popularnosti in široki razporeditvi koralnih rib, še vedno ne razumemo, zakaj imajo takšne številne in različne barvne vzorce. Natančneje, kako se oblikujejo vzorci in kakšne so vloge barv? Da bi odgovorili na ta vprašanja, se je raziskovalna skupina iz observatorija Banyuls-sur-Mer (Francija) in Univerze v Liège (Belgija) odločila, da preuči klovna in njegove bratrance. Študija je bila objavljena v izdaji revije septembra 2018 BMC Biology.

Nemo, vzdevek Amphiprion ocellaris, spada v skupino klovn, ki vključuje približno 30 vrst. Za njihov barvni vzorec je značilna rumena, oranžna, rjava ali črna barva z navpičnimi belimi črtami, sestavljenimi iz svetlobno-odbojnih celic, imenovanih iridoforji.

Poleg drugih fizikalnih lastnosti se vrste klovnov razlikujejo po številu navpičnih belih prog. Tako nekatere vrste nimajo prog (Amphiprion ephippium), samo en (Amphiprion frenatus), ali samo dva (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, slavni Nemo, ima tri črte. Kaj lahko pojasni razliko v številu pasov med temi vrstami?

Preštejmo Stripes

Da bi razumeli mehanizem, ki vodi do raznolikosti vzorcev pigmentov, smo vsako vrsto klovn razvrstili glede na število navpičnih pasov. Genetska analiza, ki združuje evolucijsko zgodovino klovnov, je pokazala, da ima njihov skupni prednik tri bele pasove in da so klavne ribe med njihovo diverzifikacijo zaporedoma izgubile trak repa, nato pa pas telesa in končno glave, kar daje štiri možne kombinacije:

• tri pasove (glava, telo in rep)
• dva pasova (glava in telo)
• en pas (samo glava)
• brez pasu.

Če pogledamo razvite vzorce, je jasno, da je raznolikost omejena: medtem ko so štiri zgoraj naštete kombinacije vidne, biološki mehanizmi ne dovoljujejo vrstam, da imajo druge - na primer, en sam trak na repu.

In daleč gredo skozi potek evolucije

Da bi razumeli, zakaj nekatere kombinacije trakov ne obstajajo v klovnu, smo pogledali razvoj dveh vrst z dvema različnima barvnima vzorcema v odrasli dobi, A. ocellaris, ki ima tri črte, in. t A. frenatus, ki ima na glavi samo en trak.

Proge v A. ocellaris med preoblikovanjem iz ličinke v mlajšo odraslo osebo - najprej v glavi, nato pa v telesu in nazadnje na repu. To je v obratnem vrstnem redu, da so izginili za nekatere vrste med procesom evolucije.

Glej tudi: Ta MIT-Made Robot Riba bo preučila svetovne krhke koralne grebene

Drugo presenetljivo opazovanje je bilo to A. frenatus kaže enak razvoj kot. t A. ocellaris v fazi ličinke, z zaporednim pojavom treh belih pasov od glave do repa, pri odraslih posameznikih pa le en. Ti trakovi se nato izgubijo v obratnem vrstnem redu, kot so se razvili, od repa do glave.

Ti rezultati kažejo, da je kronološka izguba pasov med razvojem omejena z zaporedjem pojavljanja pasov med razvojem in da obstaja močna povezava med filogenetiko (evolucijsko zgodovino) in ontogenezo (individualni razvoj). To vodi do hipoteze, da je nastajanje pasu pod nadzorom natančnega genskega mehanizma in je odvisno od antero-posteriorne polarnosti rib. Ti mehanizmi še niso odkriti.

Končno, kaj so trakovi za?

Da bi odgovorili na to vprašanje, smo primerjali raznolikost vzorcev belih trakov, ki jih najdemo v naravni skupnosti klovnov, z raznolikostjo, ugotovljeno v skupnostih, kjer bi bila raznolikost vzorcev belih trakov popolnoma naključno porazdeljena. S temi simulacijami smo lahko pokazali, da je verjetnost, da bodo imele vrste klovn z enakim številom pasov v isti regiji, zelo redka.

Na to naključno porazdelitev lahko vpliva več ekoloških dejavnikov in verjetno je, da število belih pasov omogoča, da se vrste klovn medsebojno prepoznajo. To priznanje je bistveno za družbeno organizacijo teh rib, ki živijo med vetrnicami, kjer lahko obstaja več vrst. In prav to priznanje omogoča Nemu in njegovemu očetu, da najdejo drug drugega na drugem koncu oceana - srečen konec za vse.

Ta članek je bil prvotno objavljen v francoščini.

Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovorih Pauline Salis, Bruno Frederich in Vincent Laudet. Preberite izvirni članek tukaj.