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全新發現的形狀「scutoid」,竟然就藏在你我身上?

文章正式開始前,讓我們花個 30 秒來回憶一下你這輩子學到過的所有形狀:圓形、正方形、長方形、三角形、菱形、梯形、正五邊形、正六邊形……也別忘了立體的形狀:正四面體、圓錐體、球體……

你能想到多少形狀呢?圖/By Cris DiNoto @Unsplash

在這段時間中,你可以想出多少形狀呢?我們的生活中隨處可見不同的形狀,對我們而言,所謂「形狀」實在是非常稀鬆平常的概念。但是,就在不久之前,居然有個全新的形狀被發現命名了!

今年 7 月,一份發表在《自然通訊期刊》(Nature Communications)的研究提出了一個過去未曾被討論過的新形狀,並將它取名為「scutoid」。

你一定很好奇,究竟這個全新的形狀長得什麼模樣,咱們二話不說先上張圖:

這就是新發現的形狀「scutoid」。圖/研究圖片

我們可以從上圖看出來,它的一個底面是五邊形、另一個底面是六邊形,而為了將兩個底面接起來,它有一突出的三角形切面。有趣的是,只要將這種特別的形狀上下翻轉,它們就能完美地嵌合在一起,是非常適合開發成積木的形狀呢!

將兩個「scutoid」拼在一起,它們會非常緊密地貼合。圖/研究圖片

熟悉又陌生的神祕新形狀

這麼詭異的形狀到底會在哪裡出現啊?難不成我們發現了什麼火星異形嗎?

才不是呢,這個有趣的形狀其實就藏在你我身上(沒錯,它真的到處都是 XD),只是直到現在才被確定而已。

這種形狀其實出現在我們的上皮組織中。如果你翻開以前的教科書,上面可能會告訴你,上皮組織會覆蓋所有身體的表面、體腔及管道,而上皮細胞是棱柱 (prism) 狀的,但是,來自西班牙賽維利亞大學的研究團隊在運用電腦模擬時,發現到上皮細胞的形狀可能遠比我們以為的更加複雜。

不同類型的上皮組織。圖/By BruceBlaus, CC BY 3.0 @wikimedia  commons

根據電腦的模擬,這種方式能讓細胞緊密而有效率地結合在一起。而為了驗證模擬的結果,科學家研究了果蠅的唾腺和胚胎,發現到細胞組織還真的長這樣。

恭喜老爺賀喜夫人,我們終於發現新形狀了,接下來就得幫它取個名字對吧,這可不是件容易事呢!經過討論,科學家最終決定以金龜子背上的小盾片 (scutellum) 當作參考,為它取名。

仔細瞧瞧下面這隻白點花金龜屬 (Protaetia) 的甲蟲 ,白線標出的部分是不是跟這個新形狀有些相似呢?

這是白點花金龜屬的甲蟲「Protaetia speciose」。圖/研究圖片

等等!形狀也會有「新」的?

不過,大自然無奇不有,存在的形狀自然也有成千上萬種,如果我們停下來想一下,你或許就會感到疑惑:這世界照理來說應當有無限種形狀,這個研究憑什麼說自己發現了「新」形狀呢?

聖母大學 (University of Notre Dame) 的數學教授 Matthew Gursky 認為,雖然這種形狀早已存在,但這些學者仍會稱它為「新」,是因為在過去從來沒有用數學的方式去描述和研究它。另一方面,對一個領域來說是新的東西,可能在另一個領域中早已人盡皆知。「舉例來說,拿來描述肥皂泡形狀的公式也能拿來描述黑洞的形狀。」Gursky 說。

對此,身為研究作者之一的 Javier Buceta 表示,「形狀的確無限多種」但這些形狀中,有些的確有實際的用途。以此研究而言,發現這個形狀解決了細胞排列的核心問題。

舉例來說,雖然「圓的周長除以直徑的『那個比值』約是 3.14159……」這個概念原本就存在,但當我們需要討論它、研究它的時候,為它取個名字(也就是「圓周率」或是 π)、給個定義就顯得非常重要了。

當我們要研究 π 的時候,總不能叫它 3.1415926……吧 XD 圖/maxpixel

既然如此,那我們大費周章為這種新形狀取名字,表示它肯定挺厲害的囉?

沒錯!研究者認為,藉由運用這樣的形狀,細胞可以減少消耗的能量,並使得整個組織的排列更加穩定。他們相信,藉由相關研究,能對未來的人工組織研發提供很大的助力。

參考資料:

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關於作者

Peggy Sha

Pansci的小小編輯,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。