Jaki kształt ma heksagonalny wierzchołek, pięciokątny dno i trójkątny bok?
Gdybyś powiedział scutoid, bylibyśmy… cóż, bylibyśmy bardzo zaskoczeni. Ale masz rację!
W tym tygodniu grupa naukowców z Hiszpanii, Londynu i USA. odsłonił skutoid, nowy ośmioboczny kształt. Z sześciokątem po jednej stronie i pięciokątem po drugiej, skutoid wygląda jak graniastosłup z odciętym jednym rogiem – lub jak skręcony pryzmat, w zależności kogo zapytasz.
To coś więcej niż teoretyczny kształt geometryczny, skutoidy istnieją w całej naturze – nawet w twoim własnym ciele. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, w jaki sposób ten nowy kształt pomaga wyjaśnić, dlaczego niektóre z naszych tkanek wyglądają tak, jak wyglądają i jak odkrycie może nawet zapoczątkować nowe odkrycia medyczne.
Jak naukowcy odkryli kształt?
Poszukiwania skutoidy przez zespół badawczy rozpoczęły się w zaskakującym miejscu: biologii. Mówiąc dokładniej, zespół badawczy postanowił zrozumieć, w jaki sposób komórki zwierzęce mogą rosnąć, tworząc złożone, zakrzywione struktury, takie jak widzimy w naturze – na przykład zakrzywienie grzbietu chrząszcza.
Naprawdę nie potrafisz tego sobie wyobrazić? Pomyśl o kamieniach, które tworzą łukowate drzwi. Kamienie po bokach łuku mogą mieć proste kształty, ponieważ kamienie mogą leżeć płasko jeden na drugim, aby poruszać się prosto w górę i w dół. Ale kamienie na górze potrzebują bardziej złożonego kształtu – klina, z dłuższą górą i krótszym dołem – aby stworzyć prawdziwy łuk.
•••Salem Al-foraih/Moment/GettyImages
Ta sama zasada dotyczy komórek. Podczas gdy pojedyncza warstwa komórek może leżeć płasko – na przykład zewnętrzne warstwy komórek na twoim skóra, czyli komórki, które rosną płasko na talerzu w laboratorium – większość struktur w naturze to więcej złożony. Do ich tworzenia wymagają więc bardziej złożonych kształtów komórek.
Wiedząc to trochę rodzaj kształtu komórki wyjaśniałby złożone struktury, takie jak gruczoły ślinowe, naukowcy wykorzystali modelowanie komputerowe do identyfikacji niektórych kandydatów – i tak narodził się scutoid.
Kiedy badacze szukali skautoidów w naturze, znaleźli je. Skutoidy stanowią część gruczołów ślinowych – struktury, w której komórki muszą się organizować, aby utworzyć pusta rurka – a naukowcy odkryli komórki w kształcie skutoidy w rozwoju i dojrzałej muszce owocowej tkanki.
Nic dziwnego, że skutoidalne kształty są skoncentrowane w obszarach, w których tkanka jest zakrzywiona – ale nie można ich znaleźć w tkankach leżących płasko.
Odkrycie scutoidów ma konsekwencje dla świata rzeczywistego
Chociaż łatwo jest myśleć o trójwymiarowym modelowaniu geometrycznym jako teoretycznym – hej, schludnie, wiemy, dlaczego gruczoł ślinowy tak wygląda! – może to być przełom w badaniach nad zdrowiem.
Naukowcy zawsze szukają sposobów na hodowlę bardziej realistycznych tkanek w laboratorium, ponieważ pozwala to naukowcom eksperymenty w „żywych” warunkach bez kosztów (lub potencjalnych problemów etycznych) eksperymentowania na Zwierząt. Dowiedzenie się więcej o tym, jak komórki organizują się, może pomóc naukowcom w projektowaniu bardziej realistycznych eksperymentów. Może również umożliwić naukowcom hodowanie lepszych narządów i tkanek w laboratorium, pomagając w przyszłości utorować drogę do transplantacji narządów pochodzących z laboratoriów.
Konkluzja? Zwróć uwagę na matematykę. Pewnego dnia te umiejętności geometrii mogą uratować życie!