В глазах куриц обнаружили очень странное устройство материи
В глазах куриц нашли невиданное (для живых существ) состояние вещества – «беспорядочную сверходнородность»: такое расположение частиц, которое в малом масштабе кажется хаотичным, но на самом деле выдержано в строгом (и скрытом) порядке. В итоге вещество ведет себя одновременно как кристалл как и жидкость.
Открытие было сделано случайно, когда ученые изучали колбочки (колбочковидные зрительные клетки) на сетчатке куриных глаз. У куриц и других дневных птиц имеется пять типов этих фоторецепторов (различающихся по размеру) – фиолетовые, синие, зеленые, красные, плюс особый тип клеток для определения уровня освещения.
Эти клетки «толкутся» на одном-единственном слое ткани, на сетчатке глаза. У многих животных колбочки располагаются упорядоченно: например, в форме шестиугольника (у насекомых). Однако на куриной сетчатке ученые сначала увидели полный хаос. Только создав компьютерную модель сетчатки, они обнаружили скрытый порядок.
Вокруг каждой колбочки присутствует так называемая запретная зона, которая не дает другим клеткам того же типа приблизиться. Это означает, что клетки каждого типа располагаются упорядоченно, но пять таких структур хаотично «брошены» друг на друга.
«Из-за различного размера колбочек системе нелегко принять кристаллическую или иную упорядоченную форму. Системе словно не дают найти оптимальное упорядоченное расположение, и поэтому она является одновременно беспорядочной и единообразной», - рассказывает автор исследования Сальваторе Торквато (Salvatore Torquato), профессор химии Принстонского университета.
В состоянии беспорядочной сверходнородности вещества подобны кристаллам – плотность частиц в них одинакова на любых расстояниях. Но эти системы похожи и на жидкости – во всех направлениях они обладают одними и теми же физическими свойствами.
Возможно, это первый случай беспорядочной сверходнородности в биологии; раньше такое состояние замечали только физики – в жидком гелии или простых плазмах. Ученые подозревают, что такое расположение колбочек сглаживает, делает равномерным поступающий на сетчатку глаза свет.
Исследование представлено в журнале Physical Review E.
По материалам Live Science.
Артём Космарский nauka21vek.ru