Die meisten von uns müssen nur die klassischen Formen wie Kreise, Quadrate, Dreiecke und eine Handvoll Polygone beherrschen, um in dieser Welt zurechtzukommen. Aber das ist noch nicht alles - es gibt Dutzende funky Formen, die Wissenschaftler, Ingenieure und Biologen klassifiziert haben, darunter Dinge wie der 2014 entdeckte Hemihelix, der einem geknickten Slinky ähnelt. Jetzt haben Biologen eine andere neue Form gefunden, die Scutoid genannt wird. Es befindet sich wahrscheinlich in Ihren Achseln, auf Ihrer Nase und auf Ihrem ganzen Gesicht, da es eine Form ist, die Ihre Hautzellen annehmen, wenn sie sich biegen.
Bruce Y. Lee von Forbes berichtet, dass die neue Form, die in einem Artikel in der Zeitschrift Nature Communications beschrieben wurde, dazu beiträgt, ein langjähriges Rätsel um die menschliche Haut zu lösen. Millionen und Abermillionen von Epithelzellen sind zusammengepackt, um eine menschliche Haut zu schaffen, die ziemlich gut luft- und wasserdicht ist. Auf einer völlig ebenen Oberfläche könnten Säulen, Prismen oder würfelförmige Zellen so dicht zusammengedrückt werden, dass eine so starke Barriere entsteht. Aber der menschliche Körper hat nur wenige, wenn überhaupt völlig flache Oberflächen (entschuldigt sich bei Channing Tatum), was bedeutet, dass Würfel und Säulen nicht funktionieren. Und Epithelzellen müssen sich während der Embryonalentwicklung auch extrem biegen und krümmen.
Um das Rätsel zu lösen, haben Forscher in den USA und in Europa an einem Computermodell mit einem Verfahren namens Voronoi zusammengearbeitet, um herauszufinden, wie die Epithelzellen zusammengepackt sind. Laut einer Pressemitteilung war die beste Lösung eine völlig neue Form, die das Team als Scutoid bezeichnete, da sie einer Draufsicht auf das Scutellum eines Käfers ähnelt, das Teil seiner Schale ist. Die Form sieht aus wie ein langes fünfseitiges Prisma mit einer diagonalen Fläche, die an einem Ende abgeschnitten ist und diesem Ende sechs Seiten gibt. Dies ermöglicht das Zusammenpacken von Scutoiden mit abwechselnden fünf- und sechsseitigen Enden, die die Oberfläche bilden, so dass die Formen gekrümmte Oberflächen bilden können, ohne auseinandergezogen zu werden. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn es schwer vorstellbar ist - das Team hatte auch Probleme, es zu verstehen, bis einer der Wissenschaftler und seine Tochter es mit Ton modellierten.
"Während des [Computer-] Modellierungsprozesses waren die Ergebnisse, die wir sahen, seltsam", sagt Co-Autor Javier Buceta von der Lehigh University in der Veröffentlichung. „Unser Modell sagte voraus, dass Säulen und Flaschenformen mit zunehmender Krümmung des Gewebes nicht die einzigen Formen waren, [...] die Zellen entwickelten. Zu unserer Überraschung hatte die zusätzliche Form nicht einmal einen mathematischen Namen! Normalerweise hat man nicht die Möglichkeit, eine neue Form zu benennen. “
Jessica Boddy von Gizmodo berichtet, dass das Team dann im Epithel von Zebrafischen und in den Speicheldrüsen von Fruchtfliegen schlitzartige Formen gefunden hat. Während die Sesamstraße wahrscheinlich in naher Zukunft kein Lied über den Scutoid singen wird, könnte die Form wichtige Anwendungen in der Medizin haben. „Wenn Sie beispielsweise künstliche Organe anbauen möchten, könnte diese Entdeckung Ihnen helfen, ein Gerüst zu bauen, um diese Art der Zellverpackung zu fördern und die Art der Natur, Gewebe effizient zu entwickeln, genau nachzubilden“, heißt es in der Pressemitteilung von Buceta.
"Wir glauben, dass dies in vielerlei Hinsicht ein großer Durchbruch ist", sagt Co-Autor Luis Escudero von der Universität Sevilla gegenüber Boddy. "Wir sind überzeugt, dass es weitere Implikationen gibt, die wir beim Sprechen zu verstehen versuchen."
