Hodiny a vlna

Somity, ze kterých vzniknou obratle, žebra a svaly trupu, se zakládají jeden pár po druhém, od hlavy k ocasu. Rytmus udávají molekulární hodiny v buňkách na zadním konci zárodku. Ocas přitom roste a buňky, které zůstávají pozadu, se dostávají z dosahu signálů z ocasu. Jejich hodiny se zastaví a buňky zamrznou ve fázi, ve které je to zastihlo.

Jak hrát: od ocasu k čárkované čáře připlouvají zlaté pruhy, kmity hodin. Ve chvíli, kdy pruh doběhne k čáře, klepni na tlačítko Tik, na zárodek nebo zmáčkni mezerník. V tu chvíli se oddělí další pár somitů. Když tikáš s hodinami, budou somity pravidelné. Když tikáš nepravidelně – jednou dřív, jindy později – nebo některý kmit vynecháš, vyjdou somity nestejně velké.

Co se tu doopravdy děje

Segmentační hodiny jsou smyčka negativní zpětné vazby uvnitř buňky. Gen se zapne, jeho bílkovina se nahromadí a gen vypne, pak se rozpadne a gen se zapne znovu. Jeden kmit trvá u dánia pruhovaného 30 minut, u kuřete 90, u myši 120 a u člověka 300 minut. Délku kmitu určují hlavně zpoždění ve smyčce: perioda je zhruba dvojnásobek celkového zpoždění.

Druhou složkou je vlna. Buňky, které zůstanou pozadu za rostoucím ocasem, se zastaví ve fázi, ve které je to zastihlo, a časový rytmus se otiskne do prostoru jako pruhy. Počet somitů tak závisí na tom, kolik kmitů hodiny stihnou, než se zásoba buněk na zadním konci vyčerpá. Dánio má 30 až 34 párů, myš asi 65 a had přes tři sta. Hadí hodiny přitom nejdou rychleji než kuřecí: jeden pár somitů vznikne zhruba za sto minut, u kuřete za devadesát. Celý hadí zárodek se ale vyvíjí několikrát pomaleji, a tak hodiny vzhledem k růstu osy tikají mnohem častěji a somitů je víc a jsou menší.

A když hodiny nejdou? Buňky se do skupin nakonec stejně rozpadnou, jenže nepravidelně – jako somity ve třetí úrovni, když se rytmus bez hodin rozpadne. Víc je v kapitole Tělo, které se postavilo samo.