نموذج جديد من معهد ماكس بلانك للديناميكيات والتنظيم الذاتي (MPI-DS) يوضح كيف تؤدي التفاعلات غير الخطية وغير المتبادلة بين أنواع الجزيئات إلى أنظمة فوضوية. تصف الدراسة، التي نشرتها سوبريا ساها ورامين جولستانيان، كيف يمكن لهذه التفاعلات أن تصور بشكل أفضل تعقيد المادة الحية وتعمق فهم تنظيمها.
التفاعلات غير المتماثلة بين أنواع الجزيئات تشكل التنظيم الذاتي للأنظمة الحية. إذا انجذبت جزيئات النوع أ إلى النوع ب، بينما ينفر النوع ب من النوع أ، فإن ذلك يؤدي إلى ديناميكيات مطاردة شائعة في نماذج المادة الحية. في المقابل، يؤدي الجذب أو التنافر المتبادل عادةً إلى حالات ثابتة مع فصل الطور، على غرار قطرات الزيت في الماء. وسّع ساها وجولستانيان هذا النموذج بإدخال تفاعلات غير خطية يمكن فيها عكس أدوار أنواع الجزيئات تلقائيًا.
يؤدي اللاخطية إلى سلوك نظام ديناميكي وغير قابل للتنبؤ. تحدث ديناميكيات المطاردة وفصل الطور في وقت واحد، مما يؤدي إلى سلوك فوضوي. يعكس هذا تعدد استخدامات الأنظمة الطبيعية حيث تكون التفاعلات غير المتبادلة هي القاعدة. يتيح النموذج وصفًا أكثر دقة للديناميكيات المعقدة التي تساهم في تنظيم المادة الحية وفي نهاية المطاف في نشأة الحياة.
توضح النتائج كيف تشكل التفاعلات غير الخطية بنية ووظيفة الأنظمة البيولوجية. إنها تقدم رؤى جديدة حول التنظيم الذاتي للمادة ويمكن أن تلهم البحث المستقبلي في الفيزياء الحيوية والبيولوجيا التركيبية.
الورقة الأصلية:
الفوران في خليط ثنائي مع تفاعلات غير خطية غير متبادلة | اتصالات الطبيعة
