研究顯示,生命始於迷人的微觀旋轉漣漪

很久之前我們便了解了生命是由最初的受精卵細胞通過不斷的分裂而成長起來,然而,最近科學家研究受精卵細胞,在微觀世界裡,發現那生命之初的美麗和壯觀。


研究顯示,生命始於迷人的微觀旋轉漣漪

受精卵細胞表面漩渦漣漪


無數漩渦宣告生命誕生

生命誕生之初,便不再平靜,瘋狂的旋轉,無盡的漩渦,以及那令人眼花繚亂的漣漪,數十億蛋白質在受精卵的表面似乎在發洩,在宣告生命的誕生。

麻省理工學院的物理學家Nikta Fakhri說:“受精卵是一個巨大的細胞,這些蛋白質必須協同工作才能找到它的中心,這樣細胞才能知道在哪裡分裂和摺疊,多次摺疊,形成一個有機體,沒有這些蛋白質旋轉波,就沒有細胞分裂”。

Fakhri和其他研究人員在一項新的研究中近距離觀察了這些漩渦波的形態,研究了它們在海星受精卵細胞膜上的傳播模式。

除了掌握海星受精卵細胞的生物學特徵之外,研究人員還想看看這些模式如何與其他類型系統中的類似波現象進行比較——物理學家稱之為拓撲缺陷的例子。

研究人員解釋說,這些類似於湍流的行為可以在物理和生物物質中看到,其大小介於宇宙尺度範圍和無窮小之間:從行星大氣中的漩渦到心臟以及大腦中的生物電信號。

然而,儘管這些相似之處可能非常多,但從理論上講,它們的相同之處對我們來說仍然一無所知,仍然是神秘的。這種神秘可以擴展到經典物理到量子系統。

海星卵細胞實驗


研究顯示,生命始於迷人的微觀旋轉漣漪

在他們的海星實驗中,研究小組引入了一種激素來模擬卵母細胞開始受精的過程,在這種過程中,Rho-GTP信號蛋白的波會在卵母細胞膜上一次激起數分鐘的漣漪。科研人員可以通過顯微鏡觀察添加了熒光材料的Rho-GTP。

通過不同濃度的激素觸發,卵子表面散發出的各種漩渦。

Fakhri說:“通過這種方式,我們創造了一個不同圖案的萬花筒,並觀察了它們產生的動態。”

人們對受精卵表面波的動力學知之甚少,研究團隊分析和建模這些波之後,發現在所有其他系統中都出現了同樣的模式。

在拍攝並分析了波型中的相速度之後,研究人員發現,在這些海星卵中所看到的生命起源,與細菌湍流、主動向列相和玻色-愛因斯坦凝聚體的量子系統中觀察到的動力學相似。

結語:


研究顯示,生命始於迷人的微觀旋轉漣漪


生命始於受精卵,生命之初,受精卵以宇宙中眾多系統都存在的旋轉漣漪宣告生命的誕生,生命與宇宙萬物間存在著什麼以及多少還未被發現的神秘聯繫,期待將來科學為我們一一解開。


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