斯普林格 信用:CC0公共领域 1952年，艾伦·图灵发表了一项研究，从数学上描述了由许多生物组成的系统如何形成丰富多样的有序模式阵列
他提出，这种“自组织”源于非模式系统的不稳定性，当不同物种争夺空间和资源时，就会形成非模式系统
然而，到目前为止，研究人员一直在努力在实验室条件下复制图灵模式，这引起了人们对其适用性的严重怀疑
在《EPJ日报》发表的一项新研究中，由爱尔兰利默里克大学的马尔波·阿斯拉尼领导的研究人员重新审视了图灵的理论，从数学上证明了不稳定性是如何通过简单的反应以及在多种多样的环境条件下发生的
该团队的结果可以帮助生物学家更好地理解自然界中许多有序结构的起源，从动物皮毛上的斑点和条纹，到干旱环境中的植物群
在图灵最初的模型中，他将两种扩散的化学物质引入到一个封闭的细胞环的不同点上
当它们扩散到邻近的细胞时，这些物种在相互作用时相互“竞争”；最终组织形成模式
这种模式的形成取决于这样一个事实，即在这一过程中，对称性可能被打破到不同的程度，这取决于每种物质的扩散速度之间的比率；一种现在被称为“图灵不稳定性”的机制
然而，图灵机制的一个显著缺点是，它依赖于许多化学物质以不同速度扩散的不切实际的假设
阿斯拉尼的团队通过他们的计算表明，在足够大的细胞环中，扩散不对称导致两个物种向同一个方向传播，产生有序模式的不稳定性总是会出现——即使竞争的化学物质以相同的速度扩散
一旦形成，这些模式要么保持不变，要么以波的形式围绕环稳定传播
该团队的结果解决了图灵对自己理论的一个关键担忧，也是我们理解生命系统自我组织的内在动力的重要一步
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