Живой пласт клеток напоминает толпу на эскалаторе. В спокойном состоянии все движутся плавно, но стоит возникнуть давке — и движение стопорится. Так и клеточные слои под нагрузкой могут внезапно затвердеть, превращаясь из податливой массы в упругий каркас.
Биологи и физики изучили, как модельные клеточные монослои (тонкие пласты толщиной в одну клетку) реагируют на постоянное напряжение. В жёстком режиме ткань держит форму до определённого предела, а затем начинает течь, словно густеющий мёд. Но в текучем состоянии она способна на обратное: сопротивление резко возрастает, и слой застывает. Этот эффект назвали сдвиговым заклиниванием. Пространство заполняется цепочками напряжённых клеток, которые пронизывают весь пласт насквозь.
Самое удивительное — вязкость во всех этих режимах подчиняется одному и тому же математическому закону. Меняются лишь внешние условия, а глубинная физика остаётся общей. Это роднит живые ткани с пеной, эмульсиями (смесями несмешиваемых жидкостей) и гранулированными средами, где форма частиц диктует переходы от жидкости к твёрдому телу. Клетки, сцепленные вершинами, создают топологические ограничения — геометрические препятствия, которые заменяют привычные химические сигналы.
Такой же механизм, вероятно, работает при заживлении ран: края раны стягиваются, и ткань временно становится прочнее, чтобы не разойтись. А в эмбриональном развитии локальное уплотнение клеток запускает формирование складок и органов. Жизнь использует универсальный трюк, подсмотренный у неживой материи. И вновь перед нами толпа на эскалаторе: стоит давке исчезнуть, как движение возвращается — только теперь это движение к исцелению.
Эффект заклинивания впервые описали для автомобильных пробок: когда машин становится слишком много, поток застывает, хотя каждая машина исправна.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса инопланетная ткань меняет жёсткость по команде — земная биология оказалась ближе к этой фантастике, чем мы думали.