Секрет мокрого носа: учёные раскрыли механизм формирования ринария у млекопитающих

Кончик носа многих млекопитающих покрыт уникальной безволосой кожей — ринарием.

Фото: commons.wikimedia.org by Ekderrig, CC BY-SA 4.0

Его поверхность испещрена бороздками и богата железами, поддерживающими влажность. Складки ринария образуют многоугольники, причина чего до сих пор оставалась загадкой. Европейские ученые провели моделирование развития ринария у эмбрионов, чтобы раскрыть этот секрет.

Сложные узоры на коже животных, такие как полоски у зебр или пятна у леопардов, формируются на эмбриональной стадии. Существуют два подхода к их описанию: химический, основанный на реакционно-диффузионных моделях Алана Тьюринга, и механистический, учитывающий влияние механических ограничений в растущей ткани.

Учёные под руководством Мишеля Милинковича из Университета Женевы использовали механистический подход для изучения формирования ринария. Они обратили внимание на многоугольные структуры на носах собак, хорьков и коров.

Ринарий играет важную роль в обонянии собак, способствуя улавливанию молекул запаха. Кроме того, он участвует в терморегуляции.

Исследователи проследили развитие ринария у эмбрионов с помощью оптогенетики. Оказалось, что многоугольная структура формируется на ранней стадии и является самоорганизующимся процессом, направляемым "жёсткой" сетью кровеносных сосудов.

3D-моделирование, основанное на двухчастной модели ринария, показало, что характерные многоугольники возникают вследствие неравномерного роста базального сосудистого слоя. Выступающие участки кожи растут вдоль сосудов, которые служат механическими ограничителями.

Таким образом, ученым удалось выявить принцип "механистической позиционной информации", объясняющий формирование ринария. Это открытие может пролить свет на развитие других биологических структур, связанных с кровеносными сосудами.

Уточнения

Соба́ка — домашнее животное, одно из наиболее популярных (наряду с кошкой) животных-компаньонов.