Tại sao Nemo có 3 sọc trắng? Các nhà sinh học cân

$config[ads_kvadrat] not found

Satisfying Video l Kinetic Sand Nail Polish Foot Cutting ASMR #7 Rainbow ToyTocToc

Satisfying Video l Kinetic Sand Nail Polish Foot Cutting ASMR #7 Rainbow ToyTocToc

Mục lục:

Anonim

Cá san hô được biết đến với sự đa dạng tuyệt vời của màu sắc và hoa văn, mỗi thứ đáng ngạc nhiên hơn so với tiếp theo. Ví dụ bao gồm cá bướm đồng (Chelmon rostratus, có một con mắt đen của người Viking trên cơ thể của nó), con tang màu xanh (Paracanthurus hepatus) và cò súng Picasso (Tê giác), có tên được liên kết với các mẫu màu sáng ở hai bên.

Một trong những ví dụ nổi tiếng nhất về cá san hô là cá hề, đóng vai chính trong bộ phim hoạt hình Pixar Tìm Nemo vào năm 2003. Loài cá nhỏ này sống trong sự cộng sinh với hải quỳ, có thể dễ dàng nhận ra nhờ thân màu cam sáng và sọc trắng rộng.

Mặc dù cá san hô phổ biến và phân phối rộng rãi, chúng tôi vẫn chưa hiểu tại sao chúng có vô số các kiểu màu khác nhau. Chính xác hơn, các mẫu được hình thành như thế nào và vai trò của màu sắc là gì? Để trả lời những câu hỏi này, một nhóm nghiên cứu từ Đài thiên văn Banyuls-sur-Mer (Pháp) và Đại học Liège (Bỉ), đã quyết định nghiên cứu cá hề và anh em họ của nó. Nghiên cứu được công bố trong ấn bản tháng 9 năm 2018 của tạp chí Sinh học BMC.

Nemo, bí danh Amphiprion ocellaris, thuộc nhóm cá hề, bao gồm khoảng 30 loài. Mẫu màu của chúng được đặc trưng bởi một màu vàng, cam, nâu hoặc đen với các sọc trắng dọc bao gồm các tế bào phản chiếu ánh sáng được gọi là iridophores.

Ngoài các đặc điểm vật lý khác, các loài cá hề được phân biệt bởi số lượng sọc trắng dọc. Do đó, một số loài không có sọc (Phù du lưỡng cư), chỉ một (Amphiprion frenatus) hoặc chỉ hai (Tinh bột lưỡng tính). Amphiprion ocellaris, Nemo nổi tiếng, có ba sọc. Điều gì có thể giải thích sự khác biệt về số lượng các dải giữa các loài này?

Hãy để đếm số sọc

Để hiểu cơ chế dẫn đến sự đa dạng của các mẫu sắc tố, chúng tôi đã nhóm từng loài cá hề theo số lượng các dải dọc của chúng. Phân tích di truyền tích hợp lịch sử tiến hóa của cá hề cho thấy tổ tiên chung của chúng có ba dải trắng và trong quá trình đa dạng hóa, các dòng cá hề liên tiếp bị mất dải đuôi, sau đó là dải cơ thể và cuối cùng là dải đầu, do đó đưa ra bốn kết hợp có thể:

  • ba dải (đầu, thân và đuôi)
  • hai dải (đầu và thân)
  • một ban nhạc (một mình đứng đầu)
  • không có ban nhạc

Nhìn vào các mô hình đã phát triển, nó rõ ràng rằng sự đa dạng bị hạn chế: trong khi bốn kết hợp được liệt kê ở trên được nhìn thấy, các cơ chế sinh học không cho phép một loài có các loài khác - ví dụ, một sọc đơn ở đuôi.

Và họ đi trong quá trình tiến hóa

Để hiểu tại sao một số tổ hợp sọc không tồn tại ở cá hề, chúng tôi đã xem xét sự phát triển của hai loài có hai kiểu màu khác nhau ở tuổi trưởng thành, A. bạch tuộc, có ba sọc, và A. Frenatus, chỉ có một sọc, trên đầu của nó.

Các sọc trong A. bạch tuộc xuất hiện theo một trật tự được xác định rõ trong quá trình chuyển đổi từ ấu trùng thành con trưởng thành - đầu tiên là đầu, sau đó là cơ thể và cuối cùng là trên đuôi. Đó là, theo thứ tự ngược lại mà chúng biến mất cho một số loài trong quá trình tiến hóa.

Xem thêm: Cá Robot do MIT sản xuất này sẽ nghiên cứu các rạn san hô mỏng manh thế giới

Một quan sát đáng ngạc nhiên thứ hai là A. Frenatus cho thấy sự phát triển tương tự như A. bạch tuộc trong giai đoạn ấu trùng, với sự xuất hiện liên tiếp của ba dải trắng từ đầu đến đuôi, trong khi cá thể trưởng thành chỉ có một. Các dải này sau đó bị mất theo thứ tự ngược lại mà chúng phát triển, từ đuôi đến đầu.

Những kết quả này cho thấy sự mất thời gian của các dải trong quá trình tiến hóa bị hạn chế bởi trình tự xuất hiện của các dải trong quá trình phát triển và có mối liên hệ chặt chẽ giữa phát sinh học (lịch sử tiến hóa) và phát sinh (phát triển cá nhân). Điều này dẫn đến giả thuyết rằng sự hình thành dải được kiểm soát bởi một cơ chế di truyền chính xác và phụ thuộc vào sự phân cực trước-sau của cá. Những cơ chế này vẫn chưa được khám phá.

Cuối cùng, các sọc để làm gì?

Để trả lời câu hỏi này, chúng tôi đã so sánh sự đa dạng của các mẫu sọc trắng được tìm thấy trong các cộng đồng cá hề tự nhiên với sự đa dạng được tìm thấy trong các cộng đồng nơi sự đa dạng của các mẫu sọc trắng sẽ được phân phối hoàn toàn ngẫu nhiên. Thông qua các mô phỏng này, chúng tôi đã có thể chỉ ra rằng xác suất có các loài cá hề có cùng số lượng các dải trong cùng một khu vực là rất hiếm.

Một số yếu tố sinh thái có thể ảnh hưởng đến sự phân bố không ngẫu nhiên này và có khả năng số lượng các dải trắng cho phép các loài cá hề nhận ra nhau. Sự công nhận này rất cần thiết trong tổ chức xã hội của những con cá này, chúng sống giữa những con hải quỳ nơi một số loài có thể cùng tồn tại. Và chính sự công nhận này đã cho phép Nemo và cha anh tìm thấy nhau ở đầu kia của đại dương - một kết thúc có hậu cho một và tất cả.

Bài viết này ban đầu được xuất bản bằng tiếng Pháp.

Bài viết này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện của Pauline Salis, Bruno Frederich và Vincent Laudet. Đọc văn bản gôc ở đây.

$config[ads_kvadrat] not found