Ny forskning: Utöver generna – hur mekaniska processer påverkar biologisk mångfald

StockholmForskare har länge undrat vad som orsakar den stora variationen av liv på jorden. Även om genetik ofta har setts som den huvudsakliga faktorn, framhäver ny forskning från Genève universitet en annan syn. Studien visar att de fysiska skillnadsformerna hos vissa djur, som krokodilarter, påverkas starkt av mekaniska processer.

Viktiga resultat från studien visar att:

• Skalor på krokodilernas huvuden formas genom mekanisk belastning under vävnadstillväxt.
• Det är inte bara genetik, utan även tillväxthastighet och hudens styvhet som påverkar den morfologiska mångfalden.
• Moderna avbildningstekniker och 3D-modeller kan efterlikna dessa mekaniska processer.

Forskare har upptäckt att skalmönstren på krokodilhuvuden bildas på ett sätt som liknar sprickor under mekanisk stress. De fann att skillnaderna i skalmönster hos olika krokodilarter kan förklaras av variationer i vävnadens tillväxt och styvhet. Genom att injicera Epidermal Growth Factor (EGF) i krokodilfoster observerade forskarna ovanliga hudveck, liknande mönstren i den mänskliga hjärnan, som senare övergick till tydliga skalmönster.

Denna upptäckt är av stor betydelse, då den visar hur fysiska krafter samverkar med genetiska faktorer för att forma levande organismer. Genom att använda ljusarkmikroskopi kan vi observera hur vävnader växer, vilket underlättar förståelsen av hur fysiska begränsningar och vävnadsegenskaper leder till olika former.

Läs också:

3 februari 2025 · 01:32

Förhistorisk blyförorening avslöjar samhällsförändringar i Antikens Grekland och romersk tid.

Dessa resultat kan uppmuntra fler studier på olika organismer. Genom att studera hur vävnader fungerar kan forskare förstå hur fysiska faktorer bidrar till att forma olika kroppsd delar hos andra arter. Denna metod skulle kunna förändra evolutionsbiologin genom att ta hänsyn till både genetiska och mekaniska faktorer.

Att använda avancerade datormodeller i denna studie underlättar framtida forskning. Genom att simulera vävnadstillväxt och stelhet kan forskare förutsäga formförändringar utan att behöva komplicerad genetisk information. Denna metod kan göra det enklare att studera evolutionär utveckling och testa hypoteser om hur fysiska faktorer påverkar mångfald.

Denna forskning undersöker hur genetik och fysiska processer samverkar, vilket ger oss en djupare förståelse för biologisk mångfald och visar hur komplex biologisk tillväxt kan vara. Studien erbjuder ett nytt sätt för forskare att utforska livets utveckling på jorden genom att koppla samman genetik, fysik och beräkningsbiologi.