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
-
- 我国推进80余处大型灌区续建配套和现代化改造
- 一名“红通”在逃犯罪嫌疑人被从新加坡遣返回国
- 10省份因降雪封闭路段70个 关闭426个收费站
- 新疆兵团一四四团:志愿者把温暖和关爱送到老人们心坎上
- 涪陵气田龙年春节安全产气超1.6亿立方米
- 巴黎奥运会和残奥会奖牌正式亮相
- 新疆兵团一四四团:志愿者把温暖和关爱送到老人们心坎上
- 《涌动春潮》——永康市华溪春潮春节联欢晚会主题曲发布
- 从春运新变化看中国经济新春“人面”
- 翰墨润兵心 送福到军营
- 2023年我国制造业产品质量合格率达到93.65%
- 智能耳环能监测人体温度
- 青岛自贸片区:16个重点项目集中开工
- 石墨烯铅检测器或显著改进水质监测,比此前技术灵敏百万倍
- 他们从最冷的地方发来最暖的祝福!
- 他们从最冷的地方发来最暖的祝福!
- 小行星表面第一次探测到水分子,为揭示太阳系中水的分布提供新线索
- 为啥大年三十会“消失”,大年初一从不“缺席”?
- 新春走基层丨成果转化“大户”,今年过年不回家
- 大国重器启航看中国经济“新蓝海”
- 搜索
-