Ткани находят свой ритм ✎ экспресс

Оригинал: "Fluid-Solid Pattern Formation and Strain Localisation via Shear Banding Instability in Model Biological Tissues"
arXiv:2603.08644 · 2026-03-09 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Механика живых тканей сама создаёт узоры из твёрдых и жидких участков.

Кусок теста, если тянуть его в стороны, не растягивается равномерно: в одном месте он истончается и рвётся. Живая ткань ведёт себя похоже, но вместо разрыва в ней появляются полосы сдвига — узкие зоны, где клетки начинают скользить друг по другу, как карты в колоде при снятии. Эти полосы делят ткань на участки, которые ведут себя по-разному: одни остаются упругими, другие становятся текучими.

Учёные построили компьютерную модель ткани, где каждая клетка — многоугольник, а её границы могут менять длину и натяжение. Они обнаружили, что при сжатии или растяжении ткани в ней самопроизвольно возникает узор из твёрдых и жидких областей. Полосы сдвига не появляются хаотично: их расположение зависит от того, что сильнее — трение клеток друг о друга или трение о подложку, на которой лежит ткань.

В эмбрионе такие механические узоры могут задавать будущую форму органов ещё до того, как клетки начнут специализироваться.

Это открытие помогает понять, как зародыш превращается из комочка клеток в организм с органами и тканями. Оно также объясняет, почему раковые клетки могут покидать опухоль: в местах, где ткань становится текучей, им легче оторваться и уйти в другие части тела.

Полосы сдвига в ткани похожи на линии скольжения в металле, которые видны на поверхности согнутой алюминиевой ложки.

В романе Грега Игана «Город перестановок» люди моделируют целые биологические миры, где форма тела зависит от механических напряжений в тканях.

Учёные
Leonhard Euler
Понятия
формирование узоров формирование топологических структур сдвиг стохастическая самоорганизация ткань поверхностное натяжение динамика жидкости с узором упругость спонтанное нарушение симметрии неустойчивость Кельвина–Гельмгольца моделирование биологических ритмов лекарственная устойчивость трещина деформация фолдинг белка деформация неустойчивость Джинса заживление ран мягкий материал здоровая ткань