科學家發現了一種新的圖形

類別: 新奇
@ 2018.08.05 , 11:00
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科學家發現了一種新的圖形

我們的世界是由各種優雅的形狀組成的,如正方形、長方形、球形、稜鏡等等。但有時,這些形狀適應不了大自然的競技場。

有時,你還需要一個“scutoid”。

科學家們在7月27日版的《自然通訊》雜誌上新發表的一篇論文中指出,這是一種新圖形,對數學而言是這樣的,對於大自然而言卻不是。它是身體中細胞群緊密排列的一種形式,是為了細胞能夠高效地包裹器官上的複雜曲線。

科學家發現了一種新的圖形
scutoid credit:當

這些細胞包括皮膚、其他器官和血管中的細胞,被稱為上皮細胞,分佈在動物身體組織中大多數的表面。這些細胞通常在生物學書籍中描述為柱狀或稜柱狀——兩個平行面加上幾個平行四邊形。有時,它們也可以被描述為瓶狀的稜鏡,稱為“截錐體”。

但是,通過使用計算模型,科學家們發現,當上皮細胞必須緊密地結合在一起形成器官的彎曲部分時它們可以採取一種數學上並沒有被發現的新形狀。由於一種甲蟲胸部的三角形部分稱為盾片(scutellum),科學家們把這種新形狀命名為“scutoid”。scutoid本身看起來像一個彎曲的稜鏡,有五個略微傾斜的楞和一個被切掉的角落。

研究人員後來證實了這種新形狀在果蠅唾液腺和胚胎上皮細胞中的存在。

研究人員說,細胞通過以這種形狀來排列,減少了能耗,最大限度地提高了它們包裹表面的穩定性。揭開自然界中這種優雅的數學原理可以為工程師提供新的模型來激發他們製造出更精緻的物品。

科學家發現了一種新的圖形
scutoid結合形式 credit:當

該研究的共同作者、賓夕法尼亞利哈伊大學生物工程系的副教授Javier Buceta說:“如果你正在尋找人造器官,這項發現可以幫助你構建一個支架來鼓勵這種細胞生長,以精確地模仿自然的方式來有效地培育組織”。

該研究結果使研究人員感到驚訝。Buceta說:“很少有人有機會命名一個新的圖形。”

本文譯自livescience,由譯者基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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