Un morceau de pâte à modeler, si on le malaxe, se comporte comme un solide amorphe — ni cristal, ni liquide. À l'intérieur d'un tel matériau, des avalanches peuvent se produire : une minuscule réorganisation en entraîne d'autres, et une onde traverse tout l'échantillon. Un tissu vivant, où les cellules se divisent et se réorganisent constamment, est également amorphe, mais il contient une source d'énergie — les divisions. Jusqu'à présent, on ignorait si de telles avalanches, semblables à celles des matériaux passifs, se produisaient dans un environnement aussi actif.
Les chercheurs ont construit un modèle bidimensionnel où chaque cellule est un bloc élastique, et la division cellulaire est un événement actif qui injecte de l'énergie. Il s'avère qu'en dessous du seuil de fluage, les divisions fluidifient le tissu, lui permettant de s'écouler comme un miel très épais. Mais contrairement à leurs équivalents passifs, le tissu actif ne produit pas d'avalanches géantes de réorganisation. Les divisions agissent comme une multitude de petits amortisseurs : elles atténuent les grandes fluctuations, les empêchant de s'amplifier.
La raison de la suppression des avalanches réside dans l'équilibre énergétique. L'énergie apportée par les divisions permet au tissu de s'écouler, mais elle est juste suffisante pour entretenir le mouvement, pas pour accélérer les réactions en chaîne. En conséquence, le tissu reste au bord de la stabilité — comme un tas de sable qui ne s'éboule que par petites portions, mais ne glisse jamais en avalanche entière. Cela explique pourquoi les organes en croissance ne se détruisent pas sous l'effet des réorganisations internes.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais 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.
Les solides amorphes — comme le verre ou un gel dense — peuvent s'écouler si on attend assez longtemps. Un vitrail dans une vieille cathédrale devient plus épais en bas au fil des siècles.
Dans le roman « Blanc comme neige » de Peter Watts, on décrit des tissus extraterrestres capables de s'auto-organiser sans contrôle central — un peu comme les systèmes amorphes actifs.