ட்யூரிங் வடிவங்கள் – பல தசாப்தங்களாக, விஞ்ஞானிகளும் உயிரியலாளர்களும், வளர்ச்சியடையாத உயிரணுக்களின் குழுவிலிருந்து விலங்குகளின் பூச்சுகளில் உள்ள மயக்கும் வடிவங்கள் எவ்வாறு வெளிப்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள முயற்சித்து வருகின்றனர். பிரிட்டிஷ் கணிதவியலாளர் ஆலன் டூரிங் 1950 களின் முற்பகுதியில், செல்கள் மற்றும் திசுக்கள் உருவாகும்போது, ​​அவை சில மூலக்கூறுகள் அல்லது இரசாயன முகவர்களை உருவாக்குகின்றன, அவை அவற்றின் சுற்றுப்புறங்களில் பரவுகின்றன, ஒன்றோடொன்று வினைபுரிகின்றன, மேலும் இறுதியில் வடிவங்களுக்கு நிறமிகளை உருவாக்கும் செயல்முறையை செயல்படுத்துகின்றன.

அதே நேரத்தில் மற்ற தொடர்புகள் அவற்றின் பரவலைத் தடுக்கலாம், வடிவங்களுக்கு இடையில் நிறமியற்ற இடைவெளிகளை உருவாக்கி அவற்றை குறிப்பிட்ட பகுதிகளுக்குள் கட்டுப்படுத்தலாம். இந்த மாதிரிக்கு நன்றி, இதன் விளைவாக வடிவங்கள் இன்று டூரிங் வடிவங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. இருப்பினும், டூரிங்கின் ஃபார்முலாவை அடிப்படையாகக் கொண்ட கணினிகளில் இந்த மாதிரியை விஞ்ஞானிகள் உருவகப்படுத்தியபோது, ​​வரிக்குதிரைகள், சிறுத்தைகள் மற்றும் பாம்புகளில் காணப்படும் கூர்மையான வெளிப்புறங்களை வடிவங்கள் உருவாக்கவில்லை என்பதைக் கண்டறிந்தனர்.

அதற்கு பதிலாக, மாதிரியானது மங்கலான வடிவங்களை மட்டுமே அளித்தது, பரவல் கட்டுப்படுத்தப்படவில்லை. அலங்கரிக்கப்பட்ட பாக்ஸ்ஃபிஷ் ஏன் ‘சரியான’ மாதிரியை தீர்மானிக்க முயற்சிக்கும் சில விஞ்ஞானிகள், போக்குவரத்து நிகழ்வுகளின் துறையில் பணிபுரியும் உயிர் இயற்பியலாளர்கள்.

பெல்ஜிய இயற்பியல் வேதியியல் விரிவுரையாளர் இலியா ப்ரிகோஜினுக்கு 1977 ஆம் ஆண்டு வேதியியல் நோபல் பரிசைப் பெற வழிவகுத்தது. இப்போது, ​​கொலராடோ-போல்டர் பல்கலைக்கழகத்தின் ஆய்வு, அக்டோபர் 27 அன்று மேட்டர் இதழில் வெளியிடப்பட்டது, கூர்மையான விளிம்புகள் கொண்ட விலங்கு கோட் வடிவங்கள் எவ்வாறு உருவாகின்றன என்பதைக் கண்டறிந்துள்ளது.

“இந்த விலங்குகளின் வடிவங்கள் எப்படி மிகவும் அழகாக இருக்கின்றன, ஆனால் அபூரணமாக இருக்கின்றன? அதுதான் நாங்கள் பதிலளிக்க விரும்பிய கேள்வி” என்று ஆய்வின் இணை ஆசிரியரும் வேதியியல் மற்றும் உயிரியல் பொறியியல் துறையின் உதவிப் பேராசிரியருமான அங்கூர் குப்தா கூறினார். ஒரு ஆண் அலங்கரிக்கப்பட்ட பெட்டி மீனின் (அரகானா ஆர்னாட்டா) படத்தைச் சுட்டிக்காட்டி, டாக்டர் குப்தா, தனது மாணவர்கள் அதன் தெளிவான ஊதா-மஞ்சள் கில்டிங்கில் குறிப்பாக மயங்குவதாகவும், அதன் உடலில் உள்ள மஞ்சள் அறுகோணக் கோடுகள் எவ்வாறு வடிவம் பெற்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள விரும்புவதாகவும் கூறினார்.

“நாங்கள் தற்செயலாக இதைச் செய்யத் தொடங்கினோம், ஏனென்றால் உருவகப்படுத்துதல்கள் மூலம் எனது குழு பெறுவதை மாதிரிகள் மிகவும் நெருக்கமாக ஒத்திருந்தன.” சரியான குறைபாடு டாக்டர்.

குப்தாவின் குழு டூரிங் வடிவங்களில் வேலை செய்து கொண்டிருந்தது. 2023 ஆம் ஆண்டில், அவை டிஃப்பியூசியோபோரிசிஸ் எனப்படும் ஒரு நிகழ்வை பூஜ்ஜியமாக்கியது: அங்கு ஒரு திரவம் அல்லது சிதறல் ஊடகத்தில் இடைநிறுத்தப்பட்ட கூழ் துகள்கள் ஒரு காந்தம் போன்ற மற்ற துகள்களை ஈர்க்கும், அவற்றை ஒன்றாக இணைக்கும்.

அவர்கள் உருவகப்படுத்துதல்களை இயக்கியபோது, ​​ட்யூரிங் மாதிரியை விட டிஃப்பியூசியோபோரேசிஸ் கூர்மையான வடிவங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும் என்பதைக் கண்டறிந்தனர். ஆனால் மறுபுறம், இந்த வடிவங்கள் சமச்சீராக இருந்தன – இயற்கையில் அவை சிறிய குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.

புதிய ஆய்வில், டாக்டர். குப்தாவும் அவரது சகாவான சியாமக் மிர்ஃபெண்டரெஸ்கியும் வெவ்வேறு செல்களுக்கு குறிப்பிட்ட அளவுகளை ஒதுக்குவதன் மூலம் தங்கள் சொந்த மாதிரியை மேம்படுத்தினர், பின்னர் திசுக்கள் மூலம் இந்த செல்களின் இயக்கத்தை உருவகப்படுத்தினர்.

அங்கே அவை இருந்தன: காடுகளில் உள்ளதைப் போன்ற அபூரண டூரிங் வடிவங்கள். பரவல் மற்றும் சிதறல் ஒரு மூலக்கூறு ஒரு திரவ ஊடகம் வழியாக நகரும் போது, ​​அது ஒரு நேர் கோட்டில் நிலையான வேகத்தில் நகரவில்லை.

தொடக்கத்தில், இது மிகவும் சிறியதாக இருப்பதால், அதைச் சுற்றி நடக்கும் சிறிய வெப்பநிலை மாற்றங்களால் பாதிக்கப்படும். தூரத்திலிருந்து பார்த்தால், மூலக்கூறு சீரற்ற திசைகளில் நடுங்குவது போல் தோன்றும். இது பிரவுனிய இயக்கம் – இந்த வழியில் மூலக்கூறின் ஊடகத்தின் பயணம் பரவல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

டாக்டர். குப்தாவின் தேர்வு உதாரணம் சில மைகளை தண்ணீரில் இறக்கியது: காலப்போக்கில், மை மூலக்கூறுகள் குறிப்பிட்ட இடங்களில் ஒன்றாக ஒட்டாமல், முழுவதுமாக தண்ணீருக்குள் பரவுகின்றன. இது பரவல்.

மை ஆற்றில் விடப்பட்டிருந்தால், அதன் மூலக்கூறுகள் இன்னும் சிறிய அளவுகளில் தண்ணீரில் பரவும். இருப்பினும், பெரிய அளவில், பல்வேறு நீரோட்டங்கள் அனைத்து மூலக்கூறுகளையும் கீழ்நோக்கி இழுக்கும். இது சிதறல் எனப்படும்.

“ஒரு ஊடகத்தில் உள்ள அனைத்து துகள்களும் சில பரவல் குணகம் மற்றும் சில வகையான பரவல் தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. ஆனால் அவை ஒன்றுடன் ஒன்று வினைபுரிந்து, சரியான நிலைமைகளின் கீழ், நீங்கள் ஒருமைப்பாட்டிலிருந்து பன்முகத்தன்மையைப் பெறலாம்,” டாக்டர் குப்தா.

கான்டினூம் மாடல் அதன் பணியின் போது, ​​கிளாசிக்கல் டூரிங் மாதிரியைப் பயன்படுத்தினால், வடிவங்கள் சரியான எல்லைகள் இல்லாமல் மங்கலாகத் தோன்றுவதைக் குழு கண்டறிந்தது, அதாவது நிறமிகள் பரவுவதற்கு மட்டுமே அனுமதிக்கப்படும். ஆனால் அவை ஒன்றிணைக்க அனுமதிக்கப்பட்டால், ஒவ்வொரு இடத்தையும் சுற்றி துகள்கள் திரட்டப்பட்டு மிதந்து கொண்டு, நடுத்தரத்தில் முப்பரிமாண புள்ளிகளின் குழு உருவாகும் என்று குழு கண்டறிந்தது. இந்த நிகழ்வு டிஃப்யூசியோபோரேசிஸ் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஆராய்ச்சியாளர்கள் முழு அமைப்பையும் டிஃப்பியூசியோபோரேசிஸ் மூலம் வடிவமைத்தபோது, ​​​​வடிவங்கள் ஏற்பட்டதையும் அவை கிளாசிக்கல் டூரிங் மாதிரியை விட மிகவும் கூர்மையாக இருப்பதையும் அவர்கள் கவனித்தனர். ஆனால் செல்கள் அனைத்தும் ஒரே அளவைக் கொண்டிருப்பதால், அவற்றின் வடிவங்கள் மிகச் சரியாக இருந்தன.

“சியாமாக் தனது பிஎச்டியில் இருந்து நிபுணத்துவத்தை கொண்டு வந்தார், இது தனிப்பட்ட செல்களை மாதிரியாக்க எங்களுக்கு அனுமதித்தது, மேலும் 1,00,000 முதல் 10,00,000 செல்களுக்கு நாங்கள் அவ்வாறு செய்தோம்,” டாக்டர் குப்தா கூறினார். “இது இந்த மாதிரியாக்கத்திற்கான கணக்கீட்டு வழிமுறையை உருவாக்க எங்களுக்கு அனுமதித்தது, அதை நாங்கள் காகிதத்தில் விரிவாக விவரிக்கிறோம்.

இப்போது, ​​நாம் ஒரு தொடர்ச்சியான மாதிரியிலிருந்து விலகி, ஒவ்வொரு கலத்தையும் தனித்தனியாக மாதிரியாக்க முயற்சிக்கிறோம், மேலும் இது மிகவும் யதார்த்தமான வடிவத்தை உருவாக்குகிறது. ” நன்றாக பேக்கிங் மை எடுத்துக்காட்டில், புதுப்பிக்கப்பட்ட மாதிரியானது தண்ணீரில் உள்ள சில துகள்கள் மை மூலக்கூறுகளால் ஈர்க்கப்படுவதைப் போன்றது, மற்றவை விரட்டப்படுகின்றன.

இந்தச் சூழ்நிலையில் செல்களின் அளவு முக்கியமானது, ஏனெனில் செல்கள் கொத்து கொத்தாக இருக்கும்போது அவை எவ்வளவு நன்றாகப் பொதிந்து இருக்க வேண்டும் என்பதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. மாதிரியின் தடிமனுடன் ஒப்பிடும்போது செல்கள் மிகச் சிறியதாக இருக்கும் போது, ​​அவை சுதந்திரமாக நகர்ந்து புதிய வடிவங்களில் நேர்த்தியாகப் பொருந்துகின்றன, மேலும் அவை உருவாக்கிய கொத்துகள் மென்மையாகவும் நன்கு ஒழுங்கமைக்கப்பட்டதாகவும் இருக்கும். ஆனால் செல் பெரிதாகி, இரசாயன வடிவத்தின் அகலத்தை நெருங்கியதும், அவை ஒன்றுடன் ஒன்று மோத ஆரம்பித்தன, மேலும் அவை அனைத்தும் வடிவத்தின் ‘சிறந்த’ புள்ளிகளுக்குள் சரியாகப் பொருந்தவில்லை, இது குறைபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.

சில பகுதிகள் இறுக்கமாக நிரம்பியிருக்கலாம், மற்றவை அரிதாகவோ அல்லது துண்டு துண்டாகவோ இருக்கும். பெரிய துகள்கள் அல்லது செல்கள் அதிக பரப்பளவைக் கொண்டிருப்பதால், அவை சிறிய செல்களால் உருவானதை விட பரந்த வடிவங்களை உருவாக்கலாம். அவை இன்னும் பெரியதாக இருக்கும்போது, ​​​​செல்களால் முழுமையான வடிவங்களை உருவாக்க முடியவில்லை.

உண்மையான உயிரியல் திசுக்களில் காணப்படும் சீரற்ற புள்ளிகளைப் போல, கொத்துகள் ஒழுங்கற்றதாகவும் கரடுமுரடானதாகவும் மாறும். முழுமையற்ற வடிவங்கள் “பல்வேறு அளவுகளில் செல்களை நாம் எளிமையாக வடிவமைத்தபோது, ​​​​எங்கள் மீன் வடிவங்கள் திடீரென்று மிகவும் யதார்த்தமாக மாறியது” என்று டாக்டர் குப்தா கூறினார்.

“வடிவங்களில் உள்ள குறைபாடுகள் உள்ளன மற்றும் இறுக்கப்படுகின்றன, மேலும் இந்த கட்டமைப்பில் தனித்தன்மையின் யோசனை போன்ற ஒன்று காணப்படுகிறது, மேலும் இந்த வடிவங்கள் இயற்கையில் நாம் காண்பதை மிகவும் நெருக்கமாக ஒத்திருக்கின்றன.” ஆய்வு வரம்புகள் இல்லாமல் இல்லை.

புதிய மாதிரியானது ஒரு திசு அல்லது கலத்திற்குள் உள்ள உயிரியல் சக்திகளைக் கணக்கிடாது (எ.கா.

ஒட்டுதல்), மேலும் இது செல்களை கடின கோளங்களாக உருவகப்படுத்தியது. டாக்டர். குப்தாவின் கூற்றுப்படி, இந்த காரணிகளை உள்ளடக்கிய எதிர்கால மாதிரியானது வடிவ உருவாக்கம் தொடர்பான நுணுக்கமான கண்டுபிடிப்புகளை அளிக்கும்.

இப்போதைக்கு, புதிய கண்டுபிடிப்புகள் மீன், பல்லிகள், பாலூட்டிகள் மற்றும் பிற விலங்குகளில் காணப்படும் இயற்கை வடிவங்களை விளக்குவதற்கு நெருக்கமாக உள்ளன, மேலும் சிறந்த உருமறைப்பு மற்றும் ஜவுளி வடிவமைப்பிற்கு வழி வகுக்கும். சந்தியா ரமேஷ் ஒரு ஃப்ரீலான்ஸ் அறிவியல் பத்திரிகையாளர்.