Miért van Nemo a bohóchalnak három fehér csíkja? A rejtély végül megoldódott

a Korallhalak a színek és minták sokféleségéről ismertek, mindegyik meglepőbb, mint a következő. Ilyenek például a copperband butterflyfish (Chelmon rostratus, amelynek testén fekete “szem” van), a kék tang (Paracanthurus hepatus) és a Picasso triggerfish (Rhinecanthus aculeatus), amelynek neve az oldalán található élénk színű mintákhoz kapcsolódik.

a korallhalak egyik leghíresebb példája a bohóchal, amely a Pixar animációs filmjében szerepelt Némó nyomában 2003-ban. Ez a kis hal, amely a tengeri kökörcsin szimbiózisában él, világos narancssárga testének és széles fehér csíkjainak köszönhetően könnyen felismerhető.

a korallhalak népszerűsége és széles körű elterjedése ellenére még nem értjük, miért van ilyen számtalan és különböző színmintájuk. Pontosabban, hogyan alakulnak ki a minták, és mi a színek szerepe? A fenti kérdések megválaszolására a Banyuls-sur-Mer Obszervatórium (Franciaország) és a belgiumi Li! (Li!) Egyetem kutatócsoportja úgy döntött, hogy tanulmányozza a bohóchalat és unokatestvéreit. A tanulmányt a BMC Biology folyóirat 2018. szeptemberi kiadásában tették közzé.

Nemo, más néven Amphiprion ocellaris, a bohóchal csoportba tartozik, amely körülbelül 30 fajt tartalmaz. Színmintájukat sárga, narancssárga, barna vagy fekete szín jellemzi, függőleges fehér csíkokkal, amelyek fényvisszaverő sejtekből, úgynevezett iridofórokból állnak.

az egyéb fizikai jellemzők mellett a bohóchal fajokat a függőleges fehér csíkok száma különbözteti meg. Így egyes fajoknak nincs csíkja (Amphiprion ephippium), csak egy (Amphiprion frenatus) vagy csak kettő (Amphiprion sebae). Az Amphiprion ocellaris, a híres Nemo három csíkkal rendelkezik. Mi magyarázhatja a fajok közötti sávok számának különbségét?

számoljuk meg a csíkokat

a pigmentminták sokféleségéhez vezető mechanizmus megértéséhez az egyes bohóchalfajokat függőleges sávok száma szerint csoportosítottuk. A bohóchal evolúciós történetét integráló genetikai elemzés feltárta, hogy közös ősüknek három fehér sávja volt, és hogy diverzifikációjuk során a bohóchal vonalak egymás után elvesztették a farokszalagot, majd a testszalagot, végül a fejszalagot, így négy lehetséges kombinációt adva:

• három sáv (fej, test és farok)
• két sáv (fej és test)
• egy sáv (fej egyedül)
• nincs sáv.

a kialakult mintákat tekintve egyértelmű, hogy a sokféleség korlátozott: míg a fent felsorolt négy kombináció látható, a biológiai mechanizmusok nem teszik lehetővé, hogy egy fajnak mások legyenek – például egyetlen csík a farokon.

és végigmennek az evolúció folyamán

hogy megértsük, miért nem léteznek bizonyos csíkkombinációk a bohóchalakban, két faj kifejlődését vizsgáltuk felnőttkorban, az A. ocellaris-t, amelynek három csíkja van, és az A. frenatus-t, amelynek csak egy csíkja van a fején.

a csíkok A. az ocellaris jól meghatározott sorrendben jelenik meg a lárvától a fiatal felnőttig történő átalakulás során-először a fej, majd a test, végül a farok. Vagyis fordított sorrendben, hogy egyes fajok esetében eltűntek az evolúciós folyamat során.

a második meglepő megfigyelés az volt, hogy az A. frenatus ugyanolyan fejlődést mutat, mint az A. ocellaris a lárva stádiumában, három fehér sáv egymást követő megjelenésével a fejtől a farokig, míg a felnőtt egyedeknek csak egy van. Ezek a sávok ezután fordított sorrendben elvesznek, ahogy fejlődtek, faroktól fejig.

ezek az eredmények azt sugallják, hogy a sávok időbeli elvesztését az evolúció során a sávok megjelenése a fejlődés során korlátozta, és hogy szoros kapcsolat van a filogenezis (evolúciós történelem) és az ontogenezis (egyéni fejlődés) között. Ez ahhoz a hipotézishez vezet, hogy a sávképződést pontos genetikai mechanizmus szabályozza, és a halak antero-posterior polaritásától függ. Ezeket a mechanizmusokat még fel kell fedezni.

végül mire szolgálnak a csíkok?

a kérdés megválaszolásához összehasonlítottuk a természetes bohóchal közösségekben található fehér csíkos minták sokféleségét azokkal a közösségekkel, ahol a fehér csíkos minták sokfélesége teljesen véletlenszerűen oszlik meg. Ezekkel a szimulációkkal meg tudtuk mutatni, hogy nagyon ritka annak a valószínűsége, hogy ugyanabban a régióban azonos számú sávú bohóchalfaj található.

számos ökológiai tényező befolyásolhatja ezt a nem véletlenszerű eloszlást, és valószínű, hogy a fehér sávok száma lehetővé teszi a bohóchalfajok felismerését. Ez a felismerés elengedhetetlen e halak társadalmi szerveződésében, amelyek kökörcsin között élnek, ahol több faj is együtt élhet. És éppen ez a felismerés teszi lehetővé Nemo és apja számára, hogy egymásra találjanak az óceán másik végén – ez mindenki számára boldog befejezés.