大天然并不短少各色各样的美丽图画，比方豹子的斑驳，斑马的条纹，箱鲀鱼（Boxfish）的六边形图画，不胜枚举。但针对这些图画是怎么构成的这样的一个问题，仍短少一个完好的解说。一项新研讨发现，被叫做分散电泳的物理进程在其间扮演了重要人物。

  科罗拉多大学博尔德分校的工程师们发现，去除衣物上的尘垢与热带鱼取得五颜六色条纹其实是同一个物理进程。其研讨成果宣布在11月8日的《科学发展》（Science Advances）期刊上。

  论文首席作者、化学与生物工程系的本科生研讨员本杰明‧阿莱西奥（Benjamin Alessio）说：“许多生物学问题从根本上讲都归于同一个问题：当全部都从一个球形细胞团开始时，生物体怎么样发展出杂乱的图画和形状。”“咱们的作业运用简略的物理和化学机制来解说杂乱的生物现象。”

  生物学家以为，许多动物以皮裘图画来假装自己或招引爱人。例如，尽管基因编码含有比如豹子皮裘上的斑驳色彩这类信息，但仅靠遗传学并不能解说这些斑驳到底是怎么构成的。

  1952年，在生物学家发现DNA双螺旋结构之前，现代核算科学的奠基人、数学家艾伦‧图灵（Alan Turing）提出了一个关于动物怎么取得各种图画的斗胆理论。

  图灵假定，跟着生物安排的发育，会发生各种化学物质。这些物质会经过生物安排进行分散，其进程类似于将牛奶添加到咖啡中的景象。其间某些物质彼此反响，会构成斑驳。而其它的则会按捺上述能构成斑驳的化学物质的分散和反响，从而在斑驳之间构成空白。图灵的理论标明，这种简略的“反响-分散”（reaction-diffusion）形式无需杂乱的遗传进程，就足以解说生物图画构成的根底进程。

  “图灵机制当然可以发生图画，但分散不会发生明晰的图画。”化学与生物工程系助理教授、新研讨的通讯作者安库尔‧古普塔（Ankur Gupta）说。例如，当牛奶分散到咖啡中时，会以含糊的概括向各个方向活动。

  当阿莱西奥观赏圣地亚哥的博趣水族馆（Birch Aquarium）时，箱鲀鱼身上的杂乱图画有很显着明晰的鸿沟，这给他留下了深入的形象。它由一个紫色的点组成，周围有一个显着的六边形黄色概括。他以为，仅靠图灵的理论无法解说这些六边形的明晰概括。但这种图画让他想起了他一直在进行的核算机模仿，其间的粒子的确会构成类似的明晰条纹。阿莱西奥是古普塔研讨小组（Gupta research group）的成员，他想知道被称为“分散电泳”（Diffusiophoresis）的进程是否在天然图画的构成中发挥著效果。

  当分子由于浓度差异而在液体中移动时，就会发生所谓的分散电泳，并加快同一环境中其他类型分子的移动。尽管关于普通人来说这似乎是一个不流畅的概念，但实际上这便是使衣物变得洁净的办法。

  最近的一项研讨标明，用清水冲刷番笕浸泡的衣服比用番笕水冲刷番笕浸泡的衣服能更快地去除尘垢。这是由于当番笕从织物中分散到番笕浓度较低的水中时，番笕分子的运动会吸出尘垢。反之，当衣物用番笕水冲刷时，番笕浓度没有差异，导致尘垢留在原处。

  正如古普塔和阿莱西奥在模仿中观察到的那样，分散电泳进程中分子的运动一直遵从明晰的轨道，并发生概括明晰的图画。

  为了确认此进程是否或许在生成动物身体上的图画上发挥效果，两人仅运用图灵方程对富丽的箱鲀鱼皮肤上紫色和黑色六边形图画进行了模仿。核算机生成了一张带有含糊紫色点和弱小黑色概括的图片。然后该团队修改了图灵方程以归入分散电泳。成果证明，与鱼身上亮堂而锋利的双色六边形图画愈加类似。

  团队的理论标明，当化学物质像图灵所描绘的那样经过生物安排进行分散时，也会经过分散电泳机制拖曳发生色素的细胞随之一同移动，就像番笕从衣服中将尘垢带着出来相同。这些色素细胞会从而构成概括更明晰的斑驳和条纹。

  在图灵提出其开创性理论几十年后，科学家现已使用这一机制来解说生物学中的许多其它图画，例如小鼠毛囊的摆放和哺乳动物口腔顶部的脊。

  古普塔期望其团队正在进行的更多研讨可以进一步提高对图画构成的了解，并鼓励科学家去开发新式材料乃至新式药物。

  “研讨成果着重，分散电泳在图画构成范畴的效果或许被轻视了。这项作业不仅仅具有在工程和材料科学范畴的使用潜力，并且还为研讨分散电泳在胚胎和肿瘤构成等生物进程中的效果供给了时机。”古普塔说。回来搜狐，检查愈加多