Le onde della vita

La vita inizia da un vortice di spirali di miliardi di proteine emesse da un uovo fecondato. Questo vorticare di spirali non sono solo spettacolari, ma sono parte fondamentale della divisione cellulare.
“L’uovo è una cellula enorme, e queste proteine ​​devono lavorare insieme per trovarne il centro, in modo che la cellula sappia come dividersi e formare un organismo“, spiega il fisico Nikta Fakhri del MIT. “Senza queste proteine ​​che producono onde, non ci sarebbe nessuna divisione cellulare“.
Un nuovo studio condotto da Fakhri e altri ricercatori ha esaminato da vicino la propagazione di queste onde di proteine nelle membrane cellulari delle uova di stelle marine (Patiria miniata). I ricercatori volevano paragonare queste onde ad altri sistemi che i fisici chiamano difetti topologici.
Lo studio spiega che questo tipo di turbolenze possono manifestarsi sia nella materia inanimata su scale cosmologiche che nella materia “biologica” su scale infinitesimali. Questi fenomeni di turbolenza vengono osservati sia nelle atmosfere planetarie sia nell’attività bioelettrica del cuore e del cervello. I ricercatori hanno osservato grandi somiglianze tra questi fenomeni ma sono del tutto all’oscuro sulla loro natura.
Secondo gli autori, nonostante i progressi compiuti nella comprensione dei difetti topologici e delle loro implicazioni, non è ancora chiaro se le leggi statistiche che ne regolano la struttura topologica nei macrosistemi e nell’infinitamente piccolo valgono anche nei complessi sistemi biologici.
Negli esperimenti svolti utilizzando le stelle marine, il team di ricercatori ha ripreso con il microscopio delle increspature attraverso la membrana cellulare che si sono propagate per alcuni minuti. Per ottenerle i ricercatori hanno immesso un ormone che imita le prime fasi della fecondazione negli ovociti producendo una serie di onde causate dalla proteina Rho-GTP.
Variando la concentrazione ormonale, i ricercatori sono stati in grado di osservare una varietà di spirali vorticose attraverso la membrana dell’ovocita.
“In questo modo, abbiamo creato un caleidoscopio di diversi modelli e osservato le loro dinamiche risultanti“, afferma Fakhri .
“Non si sapeva molto sulla dinamica di queste onde superficiali nelle uova e dopo che abbiamo iniziato ad analizzare e modellare queste onde, abbiamo scoperto che gli stessi schemi si manifestano in tutti questi altri sistemi. È una manifestazione di questo schema d’onda universale“.
Dopo aver filmato e analizzato la velocità di fase nei modelli d’onda, i ricercatori hanno affermato che le prima fasi della vita, come si vede negli ovuli di stelle marine sottoposte ai test, assomigliano alle dinamiche osservate nella turbolenza batterica , nella nematica attiva e nei sistemi quantistici dei condensati di Bose-Einstein.
Fonte: https://www.sciencealert.com/life-begins-with-mesmerising-waves-swirling-over-microscopic-bodies-study-reveals