科普园地
科技日报记者 张梦然 大自然并不缺乏图案。科普园地比如人们熟悉的科普园地豹子斑点、斑马条纹,科普园地以及丽牛角鱼的科普园地六边形。但这些图案如何形成的科普园地?一直以来都没有完整的解释。现在,科普园地美国科罗拉多大学博尔德分校的科普园地工程师证明,帮助去除衣物污垢的科普园地物理过程,也在热带鱼获得彩色条纹和斑点的科普园地过程中发挥作用。该研究结果发表在8日的科普园地《科学进展》杂志上。 雄性丽牛角鱼。科普园地左下:鱼的科普园地天然六边形图案特写;下中:基于图灵反应扩散理论的鱼纹模拟;右下:扩散电泳增强反应扩散模拟。 1952年,科普园地数学家艾伦·图灵曾提出一个关于动物如何获得自身图案的科普园地大胆理论。他假设,科普园地随着组织的发育,会产生化学物质,这些物质通过组织扩散,其过程类似于将牛奶添加到咖啡中。 但是,图灵机制虽然能产生图案,却不会扩散出清晰的图案——当牛奶扩散到咖啡中时,它会以模糊的轮廓向各个方向流动。 以丽牛角鱼身上的图案为例,这些图案非常复杂,具有明显的六边形黄色轮廓。研究人员认为,仅靠图灵理论无法解释,为此他们开始探索扩散电泳过程是否在自然图案的形成中发挥着作用。 当分子响应浓度差异等变化而在液体中移动时,就会发生扩散电泳,并加速同一环境中其他类型分子的移动。这实际上就是衣物如何变干净的方法。 用清水漂洗肥皂浸泡的衣服,比用肥皂水漂洗肥皂浸泡的衣服能更快地去除污垢,这是因为肥皂分子的运动会吸出污垢。当衣服放入肥皂水中时,肥皂浓度没有差异,污垢会留在原处。 此次研究人员使用图灵方程对丽牛角鱼皮肤进行了模拟。计算机生成了带有模糊紫色点和微弱黑色轮廓的图案,然后该团队修改了方程纳入扩散电泳模式,结果显示,生成的图案与鱼身上看到的明亮而锐利的双色六边形图案非常相似。 这意味着化学物质像图灵所描述的那样通过组织扩散时,它们也会通过扩散电泳拖曳产生色素细胞,就像肥皂从衣物中去除污垢一样,这些色素细胞形成轮廓更清晰的斑点和条纹。 这项研究不仅具有在工程和材料科学领域的应用潜力,还为研究扩散电泳在胚胎发育和肿瘤形成等生物过程中的作用提供了借鉴。
图片来源:BIRCH水族馆/斯克里普斯海洋学研究所/科罗拉多大学博尔德分校
-
上一篇
-
下一篇
- 最近发表
- 随机阅读
-
- 中国人民银行:2023年末我国科技型中小企业获贷率升至46.8%
- 第三届春蕾科技素养营地举办 30位“春蕾女孩”参营
- “龙”元素火热 国风“国潮”兴起——透视年货消费新亮点
- 全球首颗!成功发射!
- 中东部将遭遇剧烈降温 明起雨雪天气进入鼎盛阶段
- 首张人类细胞微管形成高清图绘出,有助癌症治疗研究
- 青岛:年俗花馍“香”起来
- “新中式”走俏 “国潮风”带火年货消费
- 欧盟2040年气候目标面临多重挑战
- 事关收入!2023年度个人所得税汇算下月开始
- 雨雪冰冻天气进入最强时段 返乡途经这些地方需注意
- “科技为光·典赞时刻”科学跨年活动举办
- 江苏:铆足干劲,向创新要动力
- 宁夏全力打造区域科技创新高地
- 春运遭遇雨雪冰冻天气 如何应对保出行?专家解读
- 30名军地技能人才获全国技术能手称号
- 2023年机动车保有量4.35亿辆
- 2025年日本大阪·关西世博会中国馆正式动工兴建
- 应急管理部:将湖北、安徽两省低温雨雪冰冻灾害应急响应提升至Ⅲ级
- 甘肃农业大学:提升高校科技创新能力
- 搜索
-