الأساس الكيميائي لتشكل الأشكال

الملخص: يقترح أن نظامًا من المواد الكيميائية، يسمى مورفوجينات، يتفاعل معًا ويتدفق عبر نسيج، هو كافٍ لشرح الظواهر الرئيسية لتشكل الأشكال. قد يكون هذا النظام، على الرغم من أنه قد يكون متجانسًا تمامًا في البداية، قادرًا بعد ذلك على تطوير نمط أو هيكل بسبب عدم استقرار التوازن المتجانس، الذي يُTriggered بواسطة اضطرابات عشوائية. يتم النظر في هذه الأنظمة التفاعلية-الانتشار بالتفصيل إلى حد ما في حالة حلقة معزولة من الخلايا، وهو نظام رياضي ملائم، رغم أنه غير معتاد بيولوجيًا. تتعلق التحقيقات بشكل رئيسي ببداية عدم الاستقرار. وُجد أن هناك ستة أشكال مختلفة جوهريًا يمكن أن يحدث هذا. في الشكل الأكثر إثارة للاهتمام، تظهر موجات ثابتة على الحلقة. يُقترح أن ذلك قد يفسر، على سبيل المثال، أنماط المجسات على الهيدرا وأوراق القرص. يُنظر أيضًا في نظام تفاعلي وانتشار على كرة. يبدو أن هذا النظام يفسر حدوث التكامل. نظام تفاعلي آخر في بعدين ينتج أنماطًا تذكر بالتبقع. كما يُقترح أن الموجات الثابتة في بعدين قد تفسر ظواهر التوزيع الورقي. الغرض من هذه الورقة هو مناقشة آلية ممكنة من خلالها يمكن أن تحدد جينات الزيغوت الهيكل التشريحي للكائن الحي الناتج. لا تقدم النظرية أي فرضيات جديدة؛ بل توضح فقط أن بعض القوانين الفيزيائية المعروفة كافية لتفسير العديد من الحقائق. يتطلب الفهم الكامل للورقة معرفة جيدة بالرياضيات، وبعض علم الأحياء، وبعض الكيمياء الأساسية. نظرًا لأنه لا يمكن توقع أن يكون القراء خبراء في جميع هذه الموضوعات، يتم شرح عدد من الحقائق الأساسية، التي يمكن العثور عليها في كتب النص، ولكن حذفها سيجعل القراءة صعبة.