Introduktion til Scutoid, geometriens nyeste form

de fleste af os behøver kun at mestre de klassiske former som cirkler, firkanter, trekanter og en håndfuld polygoner for at komme sammen i denne verden. Men det er ikke alt, hvad der er derude—der er snesevis af funky former, som forskere, ingeniører og biologer har klassificeret, herunder ting som hemiheliks, opdaget i 2014, som ligner en kinked Slinky. Nu har biologer fundet en anden ny form, kaldet scutoid. Det findes sandsynligvis i dine armhuler, op på næsen og over hele dit ansigt, da det er en form, som dine hudceller tager, når de bøjes.

Bruce Y. Lee på Forbes rapporterer, at den nye form, der er beskrevet i et papir i tidsskriftet Nature Communications, hjælper med at løse en langvarig gåde om menneskelig hud. Millioner og atter millioner af epitelceller er pakket sammen for at skabe menneskelig hud, hvilket er ret godt til at være luft – og vandtæt. På en helt flad overflade kunne søjler, prisme eller terningformede celler presses tæt nok sammen til at skabe en så stærk barriere. Men menneskekroppen har få, hvis nogen helt flade overflader (undskylder Channing Tatums abs), hvilket betyder, at terninger og søjler ikke virker. Og epitelceller skal også gøre nogle ret ekstreme bøjninger og buede under embryonal udvikling.

for at løse mysteriet samarbejdede forskere i USA og Europa om en computermodel ved hjælp af en proces kaldet Voronoi diagramming for at finde ud af, hvordan epitelceller er pakket sammen. Ifølge en pressemeddelelse var den bedste løsning en helt ny form, som holdet kaldte en scutoid, da den ligner en ovenfra og ned af en billes scutellum, en del af dens skal. Formen ligner et langt femsidet prisme med et diagonalt ansigt skåret af den ene ende, hvilket giver den ende seks sider. Det gør det muligt at pakke scutoider sammen med skiftende femsidede og seks-sidede ender, der udgør overfladen, så formerne kan lave buede overflader uden at trække fra hinanden. Bare rolig, hvis det er svært at forestille sig—holdet havde også problemer med at forstå det, indtil en af forskerne og hans datter modellerede det ved hjælp af ler.

“under modelleringsprocessen var de resultater, vi så, underlige,” siger medforfatter Javier Buceta fra Lehigh University i udgivelsen. “Vores model forudsagde, at når vævets krumning øges, var søjler og flaskeformer ikke de eneste former, som celler udviklede. Til vores overraskelse havde den ekstra form ikke engang et navn i matematik! Man har normalt ikke mulighed for at navngive en ny form.”

Jessica Boddy rapporterer, at holdet derefter fandt scutoidlignende former i epitelet af sebrafisk og spytkirtlerne i frugtfluer. Mens Sesame Street sandsynligvis ikke vil synge en dity om scutoid når som helst snart, kunne formen have vigtige anvendelser i medicin. “Hvis du for eksempel ønsker at dyrke kunstige organer, kan denne opdagelse hjælpe dig med at opbygge et stillads for at tilskynde til denne form for cellepakning og nøjagtigt efterligne naturens måde at effektivt udvikle væv på,” siger Buceta i udgivelsen.

“vi mener, at dette er et stort gennembrud på mange måder,” fortæller medforfatter Luis Escudero fra universitetet i Sevilla Boddy. “Vi er overbeviste om, at der er flere implikationer, som vi prøver at forstå, mens vi taler.”

You might also like

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.