幾何世界新成員：scutoid

幾何世界新成員：scutoid
作者 地球圖輯隊



在幾何的世界中，大家原本以為不會再有新形狀出現，但最近科學家透過研究上皮細胞排列的形狀，發現了新形狀「scutoid」。

歡迎幾何新成員！

在幾何的世界中，大家原本以為不會再有新成員加入，但根據研究人員的最新發現，一種全新的形狀還沒有被人廣泛使用，他們將這種形狀命名為「scutoid」（盾柱狀），並且將研究發表在《自然通訊》期刊。

研究上皮組織時發現

這份研究是由西班牙塞維亞大學、巴伯羅德歐拉維德大學和美國理海大學一起發表，這三所研究機構的人員在研究上皮組織時，發現了「scutoid」這種形狀，而這種形狀的出現和人體的奧祕息息相關。



▲ 上皮組織由排列緊密的上皮細胞構成，它能發揮覆蓋、促進分泌和保護的功效。上圖是上皮組織細胞排列的其中一種模樣。

就和樂高一樣

說到上皮細胞，這種細胞在人體內外排列，幫助人體定型，讓組織得以折疊和彎曲。塞維亞大學研究人員艾思古德洛（Luisma Escudero）說：「上皮細胞就像建造器官的積木，它們就像能組成動物的樂高。」

要排得緊密，又要能彎

隨著器官越長越複雜，上皮細胞「開始移動並且緊密排列在一起」。過去，科學家認為要排得緊密、結實，組織必須是瓶狀或是柱狀，這樣排在一起還可以適應彎曲的表面。然而，透過電腦模擬和動物觀察，研究人員發現細胞會排成「scutoid」這種形狀。


▲ 當兩個「scutoid」排列在一塊，可以最緊密的連接在一起。

讓彼此的接觸最有效

首先，研究人員利用電腦模擬並且預測哪些細胞在保持平面或彎曲下，彼此間的接觸最有效，結果電腦出現了一個長得像角柱的形狀，但又不是角柱。

觀察果蠅和斑馬魚後……

就在研究人員質疑這種沒看過的形狀時，他們利用顯微鏡觀察果蠅唾液腺細胞以及斑馬魚細胞後發現，牠們的細胞組織都長得跟這種叫不出名字的新形狀一樣。於是，研究人員認為這種形狀的細胞組織存在於任何彎曲的上皮組織，連人類也不例外。



上圖由左而右分別是角柱體、平截頭體、擬柱體和「scutoid」。塞維亞大學研究人員艾思古德洛在 Twitter 寫到：「我們關於 3D 上皮細胞排列的研究已經出爐了。我們模擬了彎曲的上皮細胞，並預測細胞會呈現一種先前沒形容過的幾何形狀，我們稱這種形狀為『scutoid』。我們在數個彎曲組織中確定了『scutoid』的出現。對彎曲的上皮細胞來說，『scutoid』是當然的答案。」

從捏黏土得到靈感

發展生物學家艾思古德洛表示，在電腦模擬的早期階段，要定義這種新形狀到底長什麼樣子很難，直到有一天他和女兒一起捏黏土模擬時，他才能真正定義這種新形狀。

艾思古德洛也提到，當他們的研究團隊發現眼前的形狀是幾何界的新形狀時，「這真的是個驚喜！」

和椿象的中胸小盾片很像

隨後，他們決定把這種新形狀命名為「scutoid」，因為這種形狀和椿象的中胸小盾片（scutellum）形狀很像。


▲ 椿象的中胸小盾片形狀，由上往下看就像「scutoid」形狀。

一生難得的命名機會

參與研究的理海大學系統生物學家布賽塔（Javier Buceta）表示，有機會替新形狀命名很光榮，他說：「你通常一生中不會有機會替某個可能會永存的東西命名，這種形狀不是圓形或方形，而是一個新的形狀。」

重大突破  未來應用範圍廣

研究團隊指出，新形狀「scutoid」的出現，能應用在許多科學領域中，包含醫學生物學。

舉例來說，「scutoid」形狀的細胞在生長時排列在一塊很有效率，未來科學家在培養人工器官時，或許就可以參考這種形狀，因為這種形狀替彎曲的組織帶來了構造上的穩定度。

發展生物學家艾思古德洛說：「我們相信這點在許多地方都是重大突破。」

這樣可以做為更緊密的結合嗎  不過形狀看起來好療育喔

幾何已經完全還給學校了，現在看了覺得很頭大

那如果以後將磚塊做成這些形狀堆疊會不會結合強度更好一些

真的是很難形容的形狀，生物真的好奧妙阿!
未來或許還會有許多令人意想不到的發現吧

看起來好不規則的圖形，正常要畫出來很難吧......