Proč má klaun Nemo tři bílé pruhy? Hádanka vyřešená nakonec

korálové ryby jsou známé svou velkou rozmanitostí barev a vzorů, z nichž každá je překvapivější než ta příští. Příklady zahrnují copperband butterflyfish (Chelmon rostratus, který má černé “oko” na jeho těle), modrá tang (Paracanthurus hepatus) a Picasso triggerfish (Rhinecanthus aculeatus), jejíž jméno je spojeno s vzory, světlé barvy, na jeho stranách.

Jeden z nejznámějších příkladů korálových ryb je klaun, který hrál v animovaném filmu studia Pixar hledá se Nemo v roce 2003. Tato malá ryba, která žije v symbióze s mořskou sasankou, je snadno rozpoznatelná díky jasně oranžovému tělu a širokým bílým pruhům.

navzdory popularitě a široké distribuci korálových ryb zatím nechápeme, proč mají takové nesčetné a odlišné barevné vzory. Přesněji, jak se vytvářejí vzory a jaké jsou role barev? Pro zodpovězení těchto otázek se výzkumný tým z observatoře Banyuls-sur-Mer (Francie) a University of Liège (Belgie) rozhodl studovat klaun a jeho bratrance. Studie byla zveřejněna v Září 2018 vydání časopisu BMC Biology.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, patří do skupiny klaunů, která zahrnuje asi 30 druhů. Jejich barevný vzor je charakterizován žlutou, oranžovou, hnědou nebo černou barvou se svislými bílými pruhy složenými z buněk odrážejících světlo zvaných iridofory.

kromě jiných fyzikálních vlastností se druhy klaunů vyznačují počtem svislých bílých pruhů. Některé druhy tedy nemají žádné pruhy (Amphiprion ephippium), pouze jeden (Amphiprion frenatus) nebo jen dva (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, slavný Nemo, má tři pruhy. Co může vysvětlit rozdíl v počtu pásem mezi těmito druhy?

Pojďme spočítat pruhy

pochopit mechanismus vedoucí k rozmanitosti pigment vzory, jsme seskupeny každý klaun druhů podle jejich počet svislých pásů. Genetická analýza začlenění evoluční historii clownfish odhalila, že jejich společný předek měl tři bílé pruhy, a to během jejich diverzifikace, klaun linky postupně ztratil ocas kapely, pak tělo kapelu, a konečně hlava kapely, čímž dává čtyři možné kombinace:

• tři pásma (hlava, tělo a ocas)
• dvě kapely (hlava a tělo)
• jedna kapela (vedoucí sám)
• žádná skupina.

při pohledu na vzorce, které se vyvinuly, je jasné, že rozmanitost je omezena: zatímco čtyři výše uvedené kombinace jsou vidět, biologické mechanismy neumožňují druhu mít jiné-například jediný pruh na ocasu.

A pryč jdou v průběhu evoluce

pochopit, proč někteří stripe kombinace neexistují v clownfish, podívali jsme se na vývoj dvou druhů s dvěma různými barevnými vzory, v dospělosti, A. ocellaris, který má tři pruhy, a. A. frenatus, který má pouze jeden pruh, na jeho hlavu.

pruhy v A. ocellaris se objevuje v dobře definovaném pořadí během transformace z larvy na mladého dospělého-nejprve hlavy, pak těla a nakonec ocasu. To znamená, že v opačném pořadí zmizely pro některé druhy během procesu evoluce.

druhý překvapivé zjištění bylo, že a. frenatus ukazuje stejný vývoj jako a. ocellaris v larválním stadiu, s po sobě jdoucí vzhled tři bílé pruhy od hlavy k ocasu, zatímco dospělí jedinci mají pouze jeden. Tyto pásy jsou pak ztraceny v opačném pořadí, v jakém se vyvinuly, od ocasu k hlavě.

Tyto výsledky naznačují, že časové ztráty z kapely v průběhu evoluce byl omezen na sekvence vzhled kapely během vývoje a že existuje silná vazba mezi phylogenesis (evoluční historie) a ontogeneze (individuální vývoj). To vede k hypotéze, že tvorba pásů je řízena přesným genetickým mechanismem a závisí na antero-zadní polaritě ryb. Tyto mechanismy ještě nebyly objeveny.

konečně, k čemu jsou pruhy?

odpovědět Na tuto otázku, jsme ve srovnání rozmanitost bílé-proužek vzory nalezené v přírodní clownfish společenství s rozmanitostí našel v komunitách, kde rozmanitost bílý pruh vzory by byly rozděleny zcela náhodně. Prostřednictvím těchto simulací jsme dokázali ukázat, že pravděpodobnost výskytu druhů klaunů se stejným počtem pásem ve stejné oblasti byla velmi vzácná.

Několik ekologické faktory mohou ovlivnit tento non-náhodné rozdělení, a je pravděpodobné, že počet bílých pásem umožňuje clownfish druhů se navzájem poznat. Toto uznání je nezbytné pro sociální organizaci těchto ryb, které žijí mezi sasankami, kde může koexistovat několik druhů. A právě toto uznání umožňuje Nemovi a jeho otci najít se na druhém konci oceánu-šťastný konec pro jednoho a všechny.