Рыба-зебра или данио-рерио — небольшая пресноводная рыбка, названа так в честь своего отличительного признака: чередующихся голубых и золотистых полос (у разных видов полосы могут иметь другие цвета).

Три главных типа пигментных клеток рыбки: черные, серебристые и желтые появляются в «младенческий» период на коже молодой рыбки и образуют многослойную мозаику. Взаимодействуя между собой, эти три типа клеток и формируют полосы на теле рыбы. Однако природа происхождения этих клеток до сих пор не была известна.

Ученые Института Биологии Макса Планка в Тюбингене в 2014 году открыли секрет происхождения и поведения «клеток-полос».
Их исследование сможет помочь понять секреты развития и эволюции огромного количества «полосатых клеток» в мире животных.

Красота животного мира воодушевляла поэтов, философов ученых.
Нобелевский лауреат Кристиан Нюсслен-Воллард, директор отдела генетики в Институте Биологии Макса Планка, была одним из ученых, восхищавшихся красотой и правильностью линий в окрасе многих животных. Ее группа исследовала генетику данного феномена на данио-рерио.

Согласно этому исследованию, желтые клетки претерпевают драматические изменения в своей форме, для того чтобы создать «готовые полосы», которые все видят не чешуе рыбы.
«Мы были удивлены, обнаружив такое поведение клеток, поскольку это совершенно не согласовывалось с теми знаниями о формировании цветовых аспектов чешуи рыбы, которыми мы обладали до этого» – говорит один из участников исследования.

В ходе опыта в клетки молодой рыбки вводились флуоресцентно меченые предшественники пигментных клеток, после чего ее состояние отслеживалось в течение трех недель.
Это позволило ученым отследить размножение, миграцию и распространение клеток в процессе формирования цветовых полос. Для отслеживания этих процессов применялся мощный микроскоп.

К удивлению исследователей, результаты эксперимента показали, что все 3 типа клеток достигают кожи совершенно разными путями: расположенные на спинной части рыбы клетки ткани дают возможность роста желтым клеткам, покрывая таким образом данный участок кожи.
Эти клетки начинают размножаться, когда рыбка находится в возрасте от двух до трех недель.
Между тем, черные и серебристые клетки исходят из небольших жилистых образований, ассоциируемых с нервными узлами. Расположены эти образования рядом со спинным мозгом.
Черные клетки попадают на кожу, «мигрируя» вдоль нервных сегментов, и появляются в районе «своей полосы», в то время как серебристые клетки «проходят» через скопления мускульных мышц, после чего размножаются и появляются на коже.

При этом важно еще раз отметить, что все три типа клеток достигают своей цели и размножаются раздельно друг от друга, и что желтые клетки достигают кожи рыбы до того, как ее достигнут черные и серебристые.

И серебристые, и желтые клетки могут изменить цвет и форму, в зависимости от того, где и в каком количестве они находятся по отношению друг к другу.
Если скопление желтых клеток «окружает» скопление серебристых, образуется светлая золотистая полоса.
Разбросанные по периметру полосы серебристые клетки придают ей голубоватый оттенок.
Однако если эти клетки изменяют плотность своего скопления, то полоса будет иметь другой цвет!

Такое поведение клеток формирует чередующие друг друга темные и светлые полосы.

Наложение серебристых и желтых клеток на черные в светлой полосе, и недостаточное количество серебристых и желтых клеток при скоплении черных в темной полосе вызывают эффект контраста между золотистыми и синими участками окраса тела рыбы.

По материалам Science Daily