Alan Turing Diprediksi Bahwa Hiu dan Burung Berbagi Fitur yang Mengejutkan

Pola ada di mana-mana di alam, dari warna Jupiter ke garis-garis ikan zebra. Pola bahkan muncul pada hewan yang sangat berbeda. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa bulu dan bulu mamalia mengikuti pola pengaturan tertentu, dan penelitian baru yang dipublikasikan di Kemajuan Sains menunjukkan bahwa sisik hiu mengikuti pola yang sama.

Dalam makalah yang diterbitkan 7 November, tim peneliti mengidentifikasi bagaimana gigi hiu - sisik kecil berbentuk V yang menutupi tubuh mereka - mengikuti pola yang diidentifikasi oleh teori difusi reaksi-reaksi Alan Turing. Teori ini, yang diterbitkan oleh matematikawan pemecah kode pada tahun 1952, menguraikan bagaimana molekul dalam sistem biologis dapat memunculkan pola-pola tertentu. Pola-pola ini, para ilmuwan sejak ditemukan, dapat secara akurat menggambarkan perkembangan folikel rambut dan pola bulu. Sekarang hiu bergabung dengan daftar hewan yang pelengkapnya diprediksi Turing.

Gareth Fraser, Ph.D., seorang asisten profesor biologi perkembangan evolusi di University of Florida, bekerja pada penelitian sementara di Universitas Sheffield di Inggris. Dia pertama kali memperhatikan sesuatu yang menarik dalam DNA ayam sambil memeriksa cara mereka mengembangkan bulu-bulu mereka.

"Kami menemukan garis ekspresi gen yang sangat bagus ini yang membentuk pola di mana bintik-bintik ini muncul yang akhirnya tumbuh menjadi bulu," kata Fraser. "Kami pikir mungkin hiu melakukan hal yang sama, dan kami menemukan dua baris di permukaan punggung, yang memulai seluruh proses."

Melalui analisis genetik dan percobaan penghambatan genetik di tempat kucing bertotol-totol kecil (Canicula Scyliorhinus), para ilmuwan menghambat beberapa gen untuk diekspresikan dalam embrio hiu - gen yang sama dengan yang mengendalikan proses pengembangan bulu pada anak ayam. Ketika mereka melakukan ini, mereka menemukan bahwa mereka dapat mencegah deretan sisik tertentu berkembang, yang mendukung gagasan bahwa pelengkap ayam dan hiu dikendalikan oleh serangkaian informasi genetik yang serupa.

Tetapi mereka juga ingin mengetahui apakah pola hiu itu sesuai dengan matematika Turing.

“Kami bekerja sama dengan ahli matematika untuk mencari tahu apa polanya dan apakah kami dapat memodelkannya. Kami menemukan bahwa dentikel kulit hiu secara tepat dipola melalui serangkaian persamaan yang dibuat oleh Alan Turing - ahli matematika, ilmuwan komputer, dan pemecah kode -, "kata Fraser. Dia dan rekan-rekannya menemukan bahwa persamaan reaksi-difusi Turing cocok dengan apa yang mereka amati di gigi hiu, yang ditunjukkan dalam video CT scan di atas.

Rory Cooper, Ph.D. mahasiswa di Universitas Sheffield dan penulis pertama makalah itu, menjelaskan bahwa karena hiu termasuk dalam cabang evolusi vertebrata yang sangat tua, mempelajari kulit hiu dapat memberikan para ilmuwan gagasan yang lebih baik tentang apa yang ditambahkan pada kulit vertebrata - seperti rambut dan sisik - tampak seperti sangat sejak awal.

"Kami ingin belajar tentang proses perkembangan yang mengontrol bagaimana struktur beragam ini dipola, dan oleh karena itu proses yang memfasilitasi berbagai fungsi mereka," katanya.