科學家發現一種全新的形狀，它就隱藏在你的細胞中

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我們每個人身上最大的器官，就是我們的皮膚。它以大約 2 平方米的總面積包裹著你，不過關於它的形狀，並不是我們想像的那樣。

最近，科學家剛剛發現了一種之前科學界或數學界從未發現的全新的幾何形狀，而且這個新的形狀其實就藏在你的皮膚里。更詳細一點說，在我們上皮細胞（即人體外部和內部皮膚層的結構組織的構建模塊中），都有新形狀的身影。

這些上皮細胞是每一個生命在早期階段最重要的細胞之一，它有助於胚胎髮育過程中組織結構的生成，這些組織結構最終會成為我們身體上各種不同的器官。

因此，這些由數以百萬計的微小的上皮細胞壓在一起組成的上皮組織，不僅構成了我們的外部皮膚，對於人體內部器官的構成也起到了巨大作用。

此前，科學家們從未完全了解這些單個細胞到底長什麼樣子，是什麼形狀，但大多數人認為，它們的形狀與柱狀稜柱相似，或者也可以說是被削掉尖頂的金字塔的形狀，也可稱之為「平截頭體」形狀。

但是，當科學家們用計算機軟體去更精確地重建上皮細胞的 3D 模型時，他們有了意想不到的發現。

「在建模過程中，我們得到了很奇怪的結果。」利哈伊大學的生物工程師 JavierBuceta 說道。

圖 | Scutoids 形狀再合併以及分開時的狀態（塞維利亞大學）

「我們的建模結果預測，隨著這些上皮細胞組織的曲率增加，細胞將可能發育成為柱狀和瓶狀以外的其他形狀。」

面對這個結果，Buceta 的團隊不僅對這些顛覆認知的實驗結果表示懷疑，而且這沒人認識的奇怪形狀更是讓他們感到驚奇。這一發現已發表在《自然通訊》雜誌上。

這種形狀看起來像個稜鏡，只不過這個稜鏡的一端有五邊形，而另一個卻是個有六邊形，將稜鏡的六邊形那段的一個邊與一個迷你三角形結合，再將三角形的一個角與五邊形的一個角連接，這個奇怪的三維幾何形狀就形成了。

雖然這種奇怪的「扭曲的稜鏡」聽上去應該像是 M.C. 埃舍爾 (著名荷蘭圖象藝術家) 之前已經嘗試創作過的形狀，但根據團隊的調查聲明，這種新穎的形狀之前從未在科學文獻中被描述過。

「讓我們驚訝的是，對於這個在自然界被新發現的形狀甚至還沒有任何數學名稱！」 Buceta說。

「一般人們很難有機會去為一個新的幾何形狀命名。」

圖 | Protaetia speciose 甲殼蟲的背視圖（圖片來源：《自然通訊》）

最終，研究人員將他們新發現的形狀命名為 「scutoid」 ，因為這種形狀有些類似「盾片」——一些昆蟲的背部後部，也有類似的迷你三角形的形狀。

至於為什麼 scutoid 這一新的形狀會存在於皮膚內部，該團隊的猜測是，在上皮細胞彎曲時，「扭曲的稜鏡」是一種更高效且節省人體能量的形狀。

西班牙塞維利亞大學的細胞生物學家 Luisma Escudero 解釋說：「組織彎曲時通常會趨於消耗能量最小化的狀態，從而更加趨於穩定。」

「我們的生物物理統計數據也顯示，正是因為這個原因，這些細胞採用了 scutoid 形狀。」

研究人員在模型中發現 scutoid 這一新的形狀之後不久，他們就開始在其他生物身上尋找這種形狀。目前，研究者已經在果蠅和斑馬魚的上皮組織中發現扭曲稜鏡，這是有利的初步證據。

此外，由於這種皮膚細胞存在於所有動物身上，研究小組還認為，這種新形狀的識別可能是我們對上皮細胞認識的一個重要轉折點。

儘管我們還需要更多的研究來確認 scutoid 形狀在生物界的存在度到底有多廣泛，研究人員相信該結果將對我們理解與應用皮膚的三維結構帶來全新的啟發。

「如果科學家想種植人造器官，該發現可以幫助我們創造更好的細胞包裝的支架結構，它可以更準確地模仿大自然組織發育的有效的方式。」Buceta 說。「我們已經將上皮細胞高效彎曲的機理成功解鎖。