Un trozo de plastilina, si se amasa, se comporta como un sólido amorfo: ni cristal ni líquido. Dentro de ese material pueden ocurrir avalanchas: una pequeña reorganización arrastra a las vecinas y la onda recorre toda la muestra. El tejido vivo, donde las células se dividen y reorganizan constantemente, también es amorfo, pero tiene una fuente de energía: las divisiones. Hasta ahora no estaba claro si en un entorno tan activo surgen avalanchas similares a las de los materiales pasivos.
Los investigadores construyeron un modelo bidimensional donde cada célula es un bloque elástico y la división celular es un evento activo que inyecta energía. Resultó que por debajo del umbral de fluencia, las divisiones licuan el tejido, permitiéndole fluir como miel muy espesa. Pero a diferencia de los análogos pasivos, en el tejido activo no surgen avalanchas gigantes de reorganizaciones. Las divisiones actúan como muchos pequeños amortiguadores: absorben las fluctuaciones grandes y no las dejan crecer.
La razón de la supresión de avalanchas está en el equilibrio energético. La energía que aportan las divisiones permite que el tejido fluya, pero es justo la suficiente para mantener el movimiento, no para acelerar reacciones en cadena. Como resultado, el tejido permanece al borde de la estabilidad, como un montón de arena que solo se desmorona en pequeñas porciones, pero nunca se desliza entero en una avalancha. Esto explica por qué los órganos en crecimiento no se destruyen por las reorganizaciones internas.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2605.12109
Developing tissues often maintain mechanical coherence while continuously remodeling through cellular processes such as cell divisions and rearrangements. In this way, they are an example of amorphous solids. In passive amorphous solids, local rearrangements can trigger one another through long-ranged elastic interactions, leading to system-spanning avalanches near yielding. Whether similar collective dynamics should be expected in living tissues is unclear, because cell divisions generate stress and remodeling events independently of local mechanical stability. Here, we address this question using a two-dimensional elastoplastic model in which cell divisions are treated as active plastic events. We find that while cell divisions fluidize the tissue below the passive yield stress, but preserve the marginal stability in the quasistatic limit. However, they also strongly suppress the system-spanning avalanches of cell rearrangements, in constrast with the expected behavior in passive amorphous solids. Finally, we show that the avalanche supression originates from the energy balance in the system. Namely, the energy injected by cell divisions allows for shear flow below the yield stress, but also provides a finite budget for rearrangements. These results suggest that proliferating tissues display the structural hallmarks of marginal amorphous solids while exhibiting much shorter-ranged correlations in dynamics, compared to passive amorphous solids.
Los sólidos amorfos, como el vidrio o un gel denso, pueden fluir si se espera lo suficiente. Una vidriera en una catedral antigua se vuelve más gruesa en la parte inferior con el paso de los siglos.
En la novela "Blindsight" de Peter Watts se describen tejidos extraterrestres capaces de autoorganizarse sin control central, algo parecido a los sistemas amorfos activos.