新模型描述了边界区域驱动的同步纤毛运动

足球场上的人群、蜈蚣的脚和你的肺部有什么共同点?正如MPI-DS的一组科学家最近发现的那样，所有这些系统都显示出相同的特定类型的组织。

体育场内的人群挥手致意，就像在各层中流动的图案。同样地，蜈蚣的腿按照规范移动，虚幻的波浪席卷了它的整个长度。在微观层面上，我们肺部的微小毛发(称为纤毛)一起波动来输送粘液。这是抵御病原体入侵的第一道防线。

纤毛之间的不平等相互作用导致同步

为了产生同步且高效的波浪，纤毛需要准确地协调它们的跳动运动。与足球迷观看邻居和协调蜈蚣腿的神经系统不同，纤毛没有这样的智能控制系统。

MPI-DS生命物质物理系的科学家DavidHickey、RaminGolestanian和AndrejVilfan在《美国国家科学院院刊》上发表的新研究中强调了边界区域对于纤毛协调的重要性。该研究的第一作者希基说：“当许多纤毛紧密地一起跳动时，它们可以通过在一侧的邻居之前稍微跳动，在另一侧稍微晚于邻居的跳动来同步，就像体育场里的波浪一样。”

这种同步是由纤毛周围的液体介导的，并由边界区域启动。值得注意的是，两个彼此靠近的纤毛不一定对彼此施加相同的力。根据其位置的不同，纤毛更容易受到邻近纤毛的影响，反之亦然，尤其是在密集的纤毛地毯中，因为它在自然界中经常出现。这最终会导致定向的、不可逆的模式形成波浪。

纤毛的同步是由边界区域启动的

“边界区域的纤毛起着起搏器的作用，相继带动其他纤毛，”希基总结道。“这一观察结果与之前的模型不同，之前的模型假设边界会扰乱秩序，”他继续说道。著名物理学家沃尔夫冈·泡利也认同这一观点，他开玩笑说：“上帝创造了固体，但表面却是魔的杰作。”

现在发现，表面的边界区域实际上可以让我们更好地理解生命物质的自组织。同时，该模型揭示了微观世界和宏观尺度的机制之间惊人的相似性。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！