Een wiskundige van de Universiteit van Cardiff heeft nieuw licht geworpen op het al lang bestaande mysterie van hoe zebravissen de kenmerkende gestreepte patronen op hun huid ontwikkelen.

In een nieuwe studie, Dr. Thomas Woolley heeft het ingewikkelde proces gesimuleerd waarbij de gepigmenteerde huidcellen van de zebravissen in een kat-en-muisspel verwikkeld raken terwijl ze achter elkaar aanjagen in de vroege ontwikkelingsstadia voordat ze rusten om een ​​definitief patroon te creëren.

Dr. Woolley ontdekte dat een sleutelfactor de hoeken zijn waaronder de cellen elkaar achtervolgen, en deze hoeken kunnen bepalen of een zebravis zijn kenmerkende strepen ontwikkelt, gebroken strepen, polka-dot patronen of soms helemaal geen patroon.

De bevindingen zijn gepresenteerd in het tijdschrift Fysieke beoordeling E .

In plaats van een patroon ingebakken te hebben in hun genetische code, zebravissen beginnen hun leven als transparante embryo's voordat ze in de loop van de tijd iconische patronen ontwikkelen naarmate ze volwassen worden. Zoals zo vaak in de natuur, er zijn veel mogelijke mutaties en dit kan het patroon dicteren dat zich in de zebravis ontwikkelt.

Verschillende onderzoekers hebben onderzocht hoe en waarom dit patroon wordt gevormd en zijn tot de conclusie gekomen dat het het resultaat is van drie soorten pigmentcellen die met elkaar in wisselwerking staan. Specifieker, zwarte pigmentcellen (melanoforen), gele pigmentcellen (xanthoforen) en zilverachtige pigmentcellen (iridoforen), achter elkaar aan tot een definitief patroon is bereikt.

Terwijl honderden van deze achtervolgingen plaatsvinden, de gele cellen duwen uiteindelijk de zwarte cellen in een positie om een ​​duidelijk patroon te vormen.

Dr Woolley, van Cardiff University's School of Mathematics, zei:"Experimentalisten hebben aangetoond dat wanneer deze twee soorten cellen in een petrischaal worden geplaatst, ze lijken elkaar achterna te jagen, een beetje zoals pacman die de geesten achtervolgt. Echter, in plaats van elkaar in rechte lijnen te achtervolgen, ze lijken elkaar in een spiraal achterna te zitten.

"Mijn nieuwe onderzoek heeft aangetoond dat de hoek waaronder de cellen elkaar achtervolgen cruciaal is voor het bepalen van het uiteindelijke patroon dat we op verschillende soorten zebravissen zien."

In zijn studeerkamer Dr. Woolley voerde een aantal computersimulaties uit die een breed beeld gaven van hoe cellen bewegen en op elkaar inwerken wanneer de zebravis nog maar een paar weken oud is. Verschillende patronen werden vervolgens spontaan gegenereerd, afhankelijk van de achtervolgingsregels.

Door te experimenteren met verschillende achtervolgingshoeken in zijn simulaties, Dr. Woolley was in staat om de verschillende patronen die zebravissen vertonen met succes na te bootsen.