Le nettoyage du linge peut expliquer la formation de motifs animaux

Les rayures et les taches complexes trouvées dans les motifs animaux suscitent depuis longtemps la curiosité scientifique. Dans une nouvelle étude, des chercheurs de l’Université du Colorado à Boulder fournissent de nouvelles informations qui pourraient expliquer ce phénomène naturel.

L’étude pointe vers un processus connu pour aider à nettoyer le linge comme facteur potentiel dans le développement de ces modèles.

Objet de l’étude

« De nombreuses questions biologiques sont fondamentalement la même : comment les organismes développent-ils des modèles et des formes complexes lorsque tout part d’un amas sphérique de cellules », a déclaré le premier auteur de l’étude, Benjamin Alessio. « Notre travail utilise un mécanisme physique et chimique simple pour expliquer un phénomène biologique complexe. »

Formation de motifs

Cette perspective s’aligne sur les premières spéculations du mathématicien Alan Turing qui, avant même la découverte de la double hélice de l’ADN, suggérait que la formation de motifs pourrait être le résultat d’un modèle de réaction-diffusion dans lequel des agents chimiques interagissent pour créer des taches et inhiber leur propagation. espace entre eux.

Diffusiophorèse

Cependant, le modèle de Turing ne rend pas compte de la netteté des modèles observés dans la nature. C’est lors d’une visite à l’Aquarium Birch qu’Alessio a noté les motifs précis sur un poisson-coffre qui semblaient correspondre aux résultats de ses simulations informatiques montrant des rayures bien définies grâce à un processus appelé diffusiophorèse.

Ce phénomène se produit lorsque les molécules se déplacent en réponse à des gradients de concentration et influencent ainsi le mouvement d’autres molécules.

C’est un principe évident dans la vie de tous les jours, par exemple lorsque l’on enlève la saleté du linge. Le savon se diffuse dans l’eau moins concentrée et élimine la saleté avec lui, un processus qui ne se produit pas si la concentration en savon de l’eau est déjà élevée.

Comment la recherche a été menée

L’équipe a effectué des simulations avec les seules équations de Turing, qui ont produit des modèles flous, contrairement à ce qui est observé dans la nature. Lorsque la diffusiophorèse a été incorporée, les résultats ont montré des motifs nets et vifs semblables à ceux du poisson-coffre.

L’implication de leurs découvertes est que, à mesure que les agents chimiques se propagent dans les tissus, ils pourraient entraîner les cellules productrices de pigments vers des formations claires et pointues par diffusiophorèse – un peu comme le savon capture la saleté.

Importance de l’étude

Cette nouvelle théorie a le potentiel d’aller au-delà de la simple explication des modèles animaux. Il offre de nouvelles perspectives qui pourraient stimuler les développements dans les domaines de l’ingénierie, de la science des matériaux et même de la recherche médicale.

Le professeur Ankur Gupta, co-auteur de l’étude, espère que la poursuite de ces recherches pourra également améliorer la compréhension de la formation des motifs, inspirant ainsi les scientifiques à développer des matériaux innovants, voire des médicaments.

« Nos résultats soulignent que la diffusiophorèse a peut-être été sous-estimée dans le domaine de la formation de modèles », a déclaré Gupta.

« Ce travail a non seulement un potentiel d’application dans les domaines de l’ingénierie et de la science des matériaux, mais ouvre également la possibilité d’étudier le rôle de la diffusiophorèse dans les processus biologiques, tels que la formation d’embryons et la formation de tumeurs. »

L’étude est publiée dans la revue Avancées scientifiques.

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