Российские ученые связали строение глаз насекомых с моделью тьюринга
Группа ученых из России объяснила строение роговицы глаз насекомых с помощью реакционно-диффузной модели Тьюринга. Данная математическая модель была введена Аланом Тьюрингом для описания структур, образующихся при смешивании двух жидких реагентов, и уже не раз помогала биологам разобраться в разнообразии морфологических признаков.
© Mikhail Melnikov/shutterstock
Исследование было проведено на 23 отрядах насекомых с целью изучить строение антиотражающих покрытий глаз и выявить эволюционные пути их формирования. Поверхность глаз обследовалась с помощью атомно-силового микроскопа, что позволило получить изображения роговичных структур с точностью до нескольких нанометров.
В исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, принимали участие ученые из МГУ и Института белка РАН.
Выяснилось, что структура роговицы насекомых соответствует четырем основным морфологическим типам с большим количеством переходных форм. Тот или иной тип строения глаза оказался не зависящим от положения вида на филогенетическом дереве.
Однако, к удивлению ученых, все разнообразие структур совпало с теми паттернами, которые получаются в результате математического моделирования, основанного на двухкомпонентной реакционно-диффузной модели Тьюринга.
Исследователи замечают, что подобные структуры встречаются не только у насекомых, но и у других представителей членистоногих, таких как пауки и многоножки, и, вероятно, являются характерными для всего типа.
В прошлом модель, предложенная Тьюрингом, применялась для объяснения формирования таких морфологических признаков, как окраска млекопитающих или симметрия тела зародышей рыб. Однако на этот раз структуры из данной модели были впервые применены биологами для описания наноразмерных эффектов.
В отличие от насекомых, строение глаз наземных млекопитающих объясняется их положением на эволюционном дереве, а также экологической нишей, занимаемой видом.
Источник: chrdk.ru
