Недавнее исследование ученых из Окинавского института науки и технологий (Япония), опубликованное в журнале Physical Review X, выявило необычное физическое явление в коже кальмара — гипербеспорядок. Это первый зафиксированный пример такого явления в биологии. Он может изменить представления о том, как рост влияет на физические структуры.
Хроматофоры, клетки, отвечающие за маскировку и коммуникацию у кальмаров, формируются в четком узоре. Ученые наблюдали за их развитием в течение 12 недель. Ожидалось, что расположение хроматофоров будет подчиняться феномену гипероднородности, когда, несмотря на хаотичность в малом масштабе, сохраняется порядок на больших расстояниях. Такой эффект, например, наблюдается в сетчатке глаз цыплят.
Однако у кальмара исследователи обнаружили противоположное. На небольших участках структура казалась аккуратной и упорядоченной, но по мере увеличения масштаба флуктуации усиливались. Это и есть гипербеспорядок — редкое состояние, при котором количество объектов в выбранной области растет быстрее, чем сама площадь этой области.
Чтобы объяснить наблюдаемое поведение, команда разработала простую физическую модель. Клетки представлялись как жесткие диски, размещенные на постепенно растущей поверхности. Несмотря на кажущуюся сложность, модель оказалась универсальной и применимой к другим биологическим — и даже небиологическим — системам.
Это открытие подчеркивает важную роль роста как физического фактора. Он может оказаться объяснением поведения не только тканей живых организмов, но и инженерных материалов — от полимеров до искусственных тканей.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что гигантский кальмар впервые попал на фото.