大自然並不缺乏各色各樣的美麗圖案，比如豹子的斑點，斑馬的條紋，箱魨魚（Boxfish）的六邊形圖案，不一而足。但針對這些圖案是如何形成的這個問題，仍缺少一個完整的解釋。一項新研究發現，被稱為擴散電泳的物理過程在其中扮演了重要角色。
科羅拉多大學博爾德分校的工程師們發現，去除衣物上的汙垢與熱帶魚獲得彩色條紋其實是同一個物理過程。其研究結果發表在《科學進展》（Science Advances）期刊上。
論文首席作者、化學與生物工程系的本科生研究員本傑明‧阿萊西奧（Benjamin Alessio）說：「許多生物學問題從根本上講都歸於同一個問題：當一切都從一個球形細胞團開始時，生物體如何發展出複雜的圖案和形狀。」「我們的工作使用簡單的物理和化學機制來解釋複雜的生物現象。」
生物學家認為，許多動物以皮毛圖案來偽裝自己或吸引配偶。例如，雖然基因編碼含有諸如豹子皮毛上的斑點顏色這類信息，但僅靠遺傳學並不能解釋這些斑點到底是如何形成的。
團隊的理論表明，當化學物質像圖靈所描述的那樣通過生物組織進行擴散時，也會通過擴散電泳機制拖曳產生色素的細胞隨之一起移動，就像肥皂從衣服中將汙垢攜帶出來一樣。這些色素細胞會進而形成輪廓更清晰的斑點和條紋。
在圖靈提出其開創性理論幾十年後，科學家已經利用這一機制來解釋生物學中的許多其它圖案，例如小鼠毛囊的排列和哺乳動物口腔頂部的脊。
古普塔希望其團隊正在進行的更多研究能夠進一步提高對圖案形成的理解，並激勵科學家去開發新型材料甚至新型藥物。
「研究結果強調，擴散電泳在圖案形成領域的作用可能被低估了。這項工作不僅具有在工程和材料科學領域的應用潛力，而且還為研究擴散電泳在胚胎和腫瘤形成等生物過程中的作用提供了機會。」古普塔說。
