Τριχοφυΐα στα θηλαστικά: Πώς «σχεδιάζει» η φύση χωρίς αρχιτεκτονικό σχέδιο

Η διάταξη των τριχών στα θηλαστικά παραμένει ένα από τα πιο δυσεξήγητα ζητήματα της αναπτυξιακής βιολογίας.

Επί δεκαετίες οι επιστήμονες προσπαθούσαν να καταλάβουν πώς καθορίζεται στο έμβρυο η θέση κάθε νέου θύλακα τρίχας: ορισμένα τρωκτικά έχουν τρίχωμα με απόλυτα ευθυγραμμισμένη «αρχιτεκτονική», ενώ σε άλλα είδη τα μοτίβα είναι ακανόνιστα. Η κυρίαρχη θεωρία απέδιδε τη διαδικασία σε έναν ιδιαίτερα σύνθετο βιοχημικό μηχανισμό, ο οποίος ρύθμιζε με ακρίβεια χιλιοστού την ανάπτυξη του δέρματος.

Μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE), την οποία συντόνισαν η ανώτερη λέκτορας Αθανασία Τζίκα και ο καθηγητής Michel Milinkovitch, έφερε διαφορετικά δεδομένα. Τα αποτελέσματα της έρευνας θέτουν υπό αμφισβήτηση το παραδοσιακό μοντέλο της διαδοχικής επαγωγής. Με βάση την προηγούμενη θεωρία, κάθε νέο εμβρυϊκό πλακώδιο —η αρχική δομή που σχηματίζεται στο δέρμα του εμβρύου πριν από τη γέννηση και δίνει αργότερα μια τρίχα— εξέπεμπε ουσία που ανέστελλε τη δημιουργία θυλάκων κοντά του. Στη συνέχεια, το δέρμα διαστελλόταν φυσικά και κάλυπτε τα κενά.

Η νέα ανακάλυψη δείχνει πως η φύση ενδέχεται να μην ακολουθεί καθόλου περίπλοκους κανόνες χωροταξίας. Με μαθηματικά μοντέλα, η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι η κατανομή των τριχών δεν προϋποθέτει κάποιο «κεντρικό σχέδιο». Αντί γι’ αυτό, καθορίζεται από τη χημειοταξία: τα κύτταρα του χορίου μετακινούνται αυθόρμητα προς τις χημικές διαβαθμίσεις που εκπέμπει η επιδερμίδα. Ανάλογη αυτοοργάνωση αξιοποιούν τα λευκά αιμοσφαίρια, για να εντοπίσουν και να εξουδετερώσουν μια φλεγμονή στον οργανισμό.

Η ομάδα εξέτασε με επιτυχία κατά πόσο αυτός ο απλός μηχανισμός προσαρμόζεται σε διαφορετικά είδη, μεταξύ των οποίων ο κοινός εργαστηριακός πόντικας (Mus musculus) και ο ακανθόμυς (Acomys dimidiatus). Παρά το ιδιαίτερα οργανωμένο, προσανατολισμένο μοτίβο τριχοφυΐας του ακανθόμυ, το ίδιο μαθηματικό μοντέλο χημειοταξίας αναπαρήγαγε με ακρίβεια τη δομή του. Το γεγονός ότι απλές αλληλεπιδράσεις κυττάρων και χημικών σημάτων μπορούν να δημιουργήσουν την εντυπωσιακή ποικιλομορφία των ιστών στην εξέλιξη αποδεικνύει πως οι μεγαλύτερες βιολογικές πολυπλοκότητες συχνά πηγάζουν από απλούς κανόνες αυτοοργάνωσης.