CNN报道
(CNN)——当谈到它的六角形斑点和敏锐的条纹时，这种引人注目的华丽图案并不缺乏细节——这种物种复杂的标记边缘如此锋利，以至于科罗拉多大学博尔德分校的工程师们对它如何拥有这种独特的外观感到困惑。
著名数学家阿兰·图灵(Alan Turing)是现代计算机的发明者，他在70多年前提出，动物的图案是通过产生化学物质形成的，这种化学物质会在皮肤组织中扩散，就像咖啡中的奶精一样。这些化学物质会相互作用，而其他物质会抑制它们的活性，从而形成图案。但图灵的理论并没有解释这些图案是如何在像花箱鱼这样的物种中保持如此明确的。
科罗拉多大学博尔德分校的工程师团队在周三发表在《科学进展》杂志上的一项新研究中，探索了一种名为扩散电泳的机制如何产生尖锐的图案。扩散电泳描述了悬浮在液体中的分子对一种单独化学物质的浓度梯度的反应，导致小颗粒(在这种情况下是色素细胞)集中并聚集在一起。
当科学家们计算图灵的方程时，修改了这个过程，他们生成的模拟显示分子的路径总是产生清晰的轮廓，而不像图灵的理论单独产生的模糊，不明确的斑点。
“我们真正好奇的是，如果这是扩散，那么图案不应该如此鲜明……颜色不应该如此醒目，”该研究的合著者、科罗拉多大学博尔德分校化学和生物工程助理教授安库尔·古普塔说。“那么，是什么赋予了这些图案惊人的清晰度?”这就是扩散泳术的用武之地。”
根据这项研究的新闻发布，工程师们的发现表明，随着化学试剂的扩散，在扩散电泳过程中，色素团也会沿着它们的轨迹被拖拽，形成轮廓更清晰的斑点和条纹。
古普塔说，他希望这一发现能促进有关胚胎和肿瘤形成、伪装和其他物种生物过程的扩散电泳的进一步研究。
英国杜伦大学(Durham University)应用数学助理教授安德鲁·克劳斯(Andrew Krause)博士研究了图灵的理论，他在一封电子邮件中说:“锐化界面的想法很好，对生物功能肯定很重要。”
“像扩散这样的数学概念通常会导致‘光滑’或连续的界面，而生物组织中的大多数边界(例如，像你的器官之间的边界)是相对刚性的。“这至少是一种强化基因表达区域的可能方法，”克劳斯说，他没有参与这项研究。
改进图灵理论的其他可能性
图灵的假设首次出现在1952年他写的一篇题为《形态发生的化学基础》的论文中。根据华威大学的说法，他的理论认为动物的图案不是随机的，而是一种化学反应-扩散过程，系统地产生了豹子上的斑点或老虎身上的条纹。
伦敦国王学院(King 's College London)发育生物学教授杰里米·格林(Jeremy Green)说，尽管根据最近的研究，扩散电泳是对图灵理论的一种改进，但可能还有其他可能的解决方案。
“细胞非常粘，不太可能被扩散电泳移动，”格林在一封电子邮件中说，他没有参与这项研究。“细胞移动以锐化图灵模式(或任何边界)并不是一个新想法，它不仅可以通过趋化性(活跃的细胞迁移)发生，还可以通过其他机制发生。”
格林说，他相信这项研究可能会影响未来的建模和实验，但图灵的理论仍有空白有待探索。2012年2月，格林与人合著了一项研究，该研究发现了支持图灵理论的证据，即老鼠上颚的脊。
古普塔在一封电子邮件中说:“我们在论文中确实考虑了其他可能性，并承认像趋化性这样的过程，即细胞迁移，是存在的。”“我们并不打算声称扩散电泳是唯一的机制，但它确实存在，而且一直没有得到充分的重视。”包括扩散电泳有助于提高这种预测的稳健性。”
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