Pola Bintik dan Pola Loreng

Mengapa kulit tipe tertentu binatang semisal leopard berpola bintik-bintik, sedangkan kulit binatang lain semisal tiger, zebra berpola loreng? Mengapa pola bintik-bintik jerapah berbeda dan jauh lebih besar bila dibandingkan dengan leopard? Mengapa binatang tertentu, semisal tikus dan gajah tak memiliki corak?

Mengapa beberapa binatang, semisal cheetah, jaguar, leopard memiliki tubuh berbintik-bintik dan ekor loreng, namun tak ada binatang dengan tubuh loreng dan ekor berbintik-bintik? Mengapa pula tiger dan leopard memiliki pola kulit berbeda padahal tubuh mereka mirip [1]?

Ketakstabilan Difusi dan Pola Ruang

Sejak lama manusia memiliki ketertarikan dengan pola kulit binatang. Alan Turing adalah yang pertama memberikan penjelasan bagaimana pola kulit binatang seperti leopard, jaguar dan zebra ditentukan [2],[3].

Turing menyatakan bahwa pola dapat muncul sebagai hasil ketakstabilan difusi dari zat kimia morfogen dalam kulit binatang selama tahap perkembangan embrio [2]. Turing menyarankan bahwa, dalam kondisi tertentu, zat kimia morfogen dapat bereaksi dan berdifusi dalam suatu cara untuk menghasilkan keadaan kesetimbangan nonkonstan, yang mewakili pola ruang (pattern formation) konsentrasi morfogen [4].

Ketakstabilan Turing

Sistem difusi reaksi menunjukkan ketakstabilan difusi atau ketakstabilan Turing jika keadaan tetap homogen adalah stabil terhadap gangguan ruang yang kecil dalam ketiadaan difusi, namun menjadi tak stabil terhadap gangguan ruang yang kecil ketika terdapat difusi. Mekanisme yang mendorong ketakstabilan inhomogenitas ruang adalah difusi: kombinasi reaksi dan difusi menentukan pola ruang [5].

Pustaka:

1. Animal Coat Pattern Formation, http://www.popmath.org.uk/rpamaths/rpampages/leopard.html.
2. Reaction Diffusion Equations and Animal Coat Patterns, http://www.sjsu.edu/faculty/watkins/murray.htm.
3. A. M. Turing, The Chemical Basis of Morphogenesis, Bulletin of Mathematical Biology, Vol.52, No.1/2, pp.153-197, 1990. Reprinted from the Philosophical Transactions of the Royal Society (part B), Vol.237, pp.37-72 (1953) with the permission of the Royal Society, London.
4. Junping Shi, Reaction Diffusion Systems and Pattern Formation, http://www.resnet.wm.edu/~jxshix/math490/lecture-chap4.pdf.
5. James D. Murray, \textit{Discussion: Turing's Theory of Morphogenesis - Its Influence on Modelling Biological Pattern and Form}, Bulletin of Mathematical Biology, Vol.52, No.1/2, pp.119-152, 1990.