Жахи дерматології: Дослідники пояснили, чому шкіра крокодилів має таку нерівну поверхню (фото)

Крокодили -- красиві тварини з поганою репутацією, але у них доволі незвичайна шкіра.

У царині рептилій крокодили виділяються завдяки своїй незвичайній шкірі: на відміну від гладких лусочок змій і ящірок, їхня шкіра має горбистий тривимірний рельєф, а на голові розташовані специфічні лусочки. Процес формування цієї унікальної шкіри залишав багато запитань для науковців. Проте, як повідомляє Popular Science, останні дослідження дали змогу вченим розкрити цю загадку.

У свіжому дослідженні група вчених з Женевського університету в Швейцарії з'ясувала, що візерунки на лусці морди та щелеп крокодилів утворюються внаслідок механічних процесів, пов'язаних зі структурою шкіри, а не через генетичні фактори. Результати їхньої роботи були детально викладені в науковій статті.

У Фокус. Технології тепер має власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших новин у галузі науки!

Зазвичай, шкірні придатки у тварин, такі як волосся, пір'я та луска, регулюються специфічними генами в процесі ембріонального розвитку. Проте, крокодили, ймовірно, виступають як виняток у цьому контексті.

За словами співавтора дослідження і фізичного біолога Мішель Мілінкович, крокодили -- красиві тварини з поганою репутацією. Насправді ці тварини дивовижні з цілої низки причин, зокрема й тому, що утворюють сестринську групу птахів і динозаврів.

Не менш цікавим є й те, що луска на їхніх тілах і головах розвивається абсолютно по-різному. Луска тіла крокодила розвивається з того, що вчені називають візерунком у горошок експресії генів під час розвитку ембріона. Це відбувається, коли певні гени вмикаються в певних і локалізованих областях тканини або органу. За словами Мілінкович, у кожній точці високої експресії генів клітини стають приреченими до формування придатка кої, чи то волосся, чи то пір'я, чи то луска, залежно від виду тварини.

Водночас луска голови крокодила формується зовсім іншим чином і не залежить від генетика. Під час дослідження вчені взяли зразок крові в нільського крокодила і були вражені незвичайним малюнком лусочок на його щелепах і морді, де деякі з багатокутників мали незв'язані краї. Такий малюнок не міг пояснюватися генетикою.

В результаті досліджень науковці встановили, що даний малюнок виник внаслідок механічних дій. Однак, раніше точне визначення цього процесу залишалося невловимим для дослідників, оскільки ембріони крокодилів підлягають вивченню досить нечасто.

Загалом вченим знадобилося 10 років, щоб зібрати достатньо ембріонів для нового дослідження. Далі вчені об'єднали експерименти з ембріонами та комп'ютерне моделювання, щоб створити тривимірну механічну модель зростання, яка деталізує малюнок лусочок на голові крокодила.

Дослідження демонструють, що лусочки тварин формуються самостійно завдяки ряду відомих механічних явищ, зокрема компресійного складання. Встановлено, що цей процес розпочинається, коли шкіра розвивається швидше, ніж кістки під нею, а також може варіюватися між еластичністю та жорсткістю. Ці деформації й фізичні зміни призводять до утворення нерегулярних геометричних візерунків на лусочках голови. Крім того, цей процес пов'язаний із специфікою росту крокодила, який відбувається абсолютно різними способами.

На думку Мілінковича, математична модель демонструє, що різноманітні візерунки лусочок на головах різних видів крокодилів можна з легкістю досягти, просто змінивши механічні властивості шкіри. Таким чином, для реалізації цього процесу немає необхідності в значній модифікації великої кількості генів.

Щоб розкрити цю загадку, дослідникам довелося винайти нові методи фарбування колагену. Ця інноваційна техніка дозволила Мілінковичу вивчити механічні властивості колагену, які впливають на шкіру, а також краще зрозуміти функціонування колагену в її структурах.

Не так давно Фокус повідомляв про те, що дослідники натрапили на залишки рідкісного крокодила.