Les cellules à la surface de l'embryon ressemblent à des grains de riz qui peuvent s'aligner dans une même direction. Cet ordre est appelé nématique. Il apparaît lorsque les cellules commencent à agir de manière coordonnée, comme un banc de poissons qui nage dans une seule direction. Les scientifiques ont modélisé ce processus sur une enveloppe sphérique — comme un ballon gonflable recouvert de nombreux « grains ».

Lorsque les « grains » s'alignent, l'enveloppe perd sa symétrie et change de forme. Si l'ordre apparaît brutalement, l'enveloppe s'allonge, comme un melon. S'il apparaît progressivement, quatre points apparaissent où la direction des « grains » diverge, et la forme devient plus complexe. La souplesse de l'enveloppe joue un rôle clé : pour une enveloppe très rigide, la transition est toujours progressive, tandis que pour une enveloppe souple, elle est brutale.

Ce mécanisme explique comment l'axe du corps apparaît chez les êtres vivants sans aucun signal externe. Il suffit que les cellules de la surface commencent à agir de manière coordonnée et déforment légèrement l'enveloppe. Ainsi, à partir d'une simple sphère de cellules, un organisme avec une partie avant et une partie arrière distinctes peut émerger.