Təbiət fizikası üzrə yeni araşdırmada tədqiqatçılar canlı bioloji hüceyrələrdə universal uyğunsuzluğun sübutunu təqdim ediblər. Onlar göstərir ki, kollektiv davranışda universal xüsusiyyət canlı hüceyrə qruplarında meydana çıxır.

Tədqiqatçılar universal uyğunsuzluğun sübutunu tapmaq üçün dörd hüceyrə sistemini tədqiq ediblər. Tədqiqatçılar milyardlarla illik təkamül yolu ilə ayrılmasına baxmayaraq, hər dörd sistemin eyni statistik xüsusiyyətlərə malik burulğan kimi axın modelləri yaratdığını aşkar etdilər.

Phys.org tədqiqatın həmmüəlliflərindən biri, Kopenhagen Universitetinin dosenti Dr. Amin Doostmohammadi ilə danışıb.

“Bir stəkan suyu qarışdırdığınız zaman burulğanların əmələ gəldiyini və yoxa çıxdığını görürsünüz. Bənzər bir şey bakteriya və ya insan hüceyrələri birlikdə hərəkət edərkən baş verir; onlar da fırlanma nümunələri meydana gətirirlər” dedi.

“Bizi heyrətə gətirən o idi ki, bu çox fərqli hüceyrə növlərinin hamısı fırlanan naxışlarında konformal dəyişməzlik kimi tanınan gizli simmetriya nümayiş etdirir. Bu o deməkdir ki, onların kollektiv hərəkəti hətta siz onları böyütdüyünüzdə və ya kiçiltdiyinizdə, uzaddığınızda və ya şəklini dəyişdiyiniz zaman belə eyni statistik nümunələri izləyir.”

Kollektiv davranışlar və CFT

Kollektiv hərəkat ayrı-ayrı tərkib hissələrinin spesifik xüsusiyyətlərinə görə yaranır. Buraya onların qarşılıqlı əlaqəsi, hərəkəti və stimullara reaksiyası daxildir.

Nəticə ortaya çıxan xassələr sistemdən sistemə dəyişir və bu, əgər varsa, kollektiv hərəkəti idarə edən universal prinsiplərin öyrənilməsini çətinləşdirir.

Əvvəlki tədqiqatlarda tədqiqatçılar metal və ya ərinti materialları kimi cansız sistemlərdə kritik rejimlər yaxınlığında universal davranışları müəyyən edə bilmişlər.

Bu universal davranışlar güclü riyazi çərçivə olan konformal sahə nəzəriyyəsi (CFT) ilə təsvir olunur. CFT tez-tez kritik nöqtələrdə (faza dəyişiklikləri kimi) görünən miqyasda invariant və bucaq qoruyan sistemlərə tətbiq edilə bilər.

“Canlı maddənin özünü necə təşkil etdiyini başa düşmək elmdə həll olunmamış ən böyük tapmacalardan biridir. İlhamımız cəsarətli bir sualdan gəldi: Hüceyrələrin öz-özünə təşkilini idarə edən fizikadakı kimi universal qanunlar ola bilərmi?” Doktor Doostmohammadi dedi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1744615869&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-scientists-evidence-universal-conformal-invariance.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS44NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS44NSJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuODUiXV0sMF0.&dt=1744615869235&bpp=1&bdt=84&idt=176&shv=r20250410&mjsv=m202504080101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744615625%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744615625%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1744615625%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1311373823919&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2262&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95355972%2C95355974%2C95332587%2C95354562%2C95344788%2C95357877%2C31090357%2C95357716&oid=2&pvsid=2316174486801603&tmod=2042192330&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=181

Dörd fərqli canlı sisteminin təhlili

Tədqiqatçılar vəhşi tipli Pseudomonas aeruginosa bakteriyalarının hüceyrələrini, eyni bakteriyaların mutant ştammını, Madin-Darby köpək böyrək hüceyrələrini və aqressiv insan döş xərçəngi hüceyrələrini araşdırdılar.

Dörd sistem müxtəlif hərəkət mexanizmləri və hüceyrə xüsusiyyətləri ilə geniş hüceyrə növlərini (eukariotlar və prokaryotlar) təmsil edir.

Tədqiqatçılar hər bir sistem üçün hüceyrələrin monoqatlarını yaratdılar və yüksək rezolyusiyaya malik görüntüləmə vasitəsilə onların hərəkətini izlədilər. Nəticədə yaranan sürət sahələri daha sonra bir nöqtədə yerli fırlanmanı təmsil edən burulğanı hesablamaq üçün təhlil edildi.

Sistemin fırlanma davranışının dəyişdiyi sərhədi təmsil edən sıfır burulğanlı bölgələr üçün riyazi analizlər apardılar. Bunlara fraktal ölçüsün ölçülməsi , konturların Schramm-Loewner təkamülünə (SLE) uyğun olub olmadığını yoxlamaq və dolama bucaqlarının hesablanması daxildir.

“SLE adətən fizikada süzülmə, maqnitizm və hətta kvant cazibəsinin aspektlərini təsvir etmək üçün istifadə edilən bir nəzəriyyədir” dedi Doktor Doostmohammadi.

SLE-də, konformal olaraq dəyişməz əyrilər, oxşar ortaya çıxan davranışları nümayiş etdirən xüsusi universallıq siniflərini müəyyən edən bir parametr κ ilə xarakterizə olunur.

Tədqiqatçılar həmçinin dörd sistemdə görülən eyni nümunələri təkrarlamaq üçün sadə hesablama modeli işləyib hazırlayıblar ki, bu universal xassələr hüceyrə detallarından asılı olmayaraq təbii olaraq kollektiv dinamikadan yaranır.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Perkolasiya universallıq sinfi

Tədqiqatçılar κ parametrinin bütün dörd sistem üçün altı olaraq ölçüldüyünü müəyyən etdilər. Bu, məsaməli süxurdan axan su kimi məsaməli mühitdə hissəciklərin və ya mayelərin hərəkətini təsvir edən eyni sinif, süzülmə universallıq sinfinə aiddir.

“Bu kəşf, canlı maddənin fundamental səviyyədə özünü universal qanunlara – bakteriyalardan tutmuş çox fərqli biologiyaya və çox fərqli morfologiyaya malik insan hüceyrələrinə qədər həyat ağacı boyunca tətbiq olunan qanunlara uyğun təşkil etdiyini göstərir” dedi Doktor Doostmohammadi.

Universal konformal dəyişməzliyin bu tapıntısı biologiyanı nəzəri riyaziyyat və fizika anlayışları ilə körpüləşdirir.

Fizika və riyaziyyatda bu cür universal davranışların adətən müşahidə olunduğu tarazlıq vəziyyətlərindən fərqli olaraq, bu bioloji sistemlərin tarazlıqdan uzaq işlədiyini, hərəkətlərini davam etdirmək üçün daim enerji sərf etdiyini nəzərə alsaq, bu universallıq daha da diqqətəlayiqdir.

Gələcəyə baxaraq, Dr. Doostmohammadi qeyd edir ki, bu iş xərçəngin inkişafı, yaraların sağalması və toxuma inkişafı haqqında anlayışımızı yaxşılaşdırmağa kömək edə bilər. Bundan əlavə, o, sintetik biologiya və regenerativ tibbdə yeni metodologiyalara ilham verə bilər.

Nəinki bu, həm də bu bioloji sistemlər indi ilk növbədə nəzəri və ədədi simulyasiyalarla məhdudlaşan CFT-dən proqnozları sınamaq üçün eksperimental platforma kimi xidmət edə bilər.

Daha çox məlumat: Benjamin H. Andersen et al, Evidence of universal conformal invariance in Canlı bioloji maddə, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-02791-2 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası 

© 2025 Science X Network