Когда жизнь собирается в кристалл: эмбрионы морских звёзд открывают новую фазу материи

Учёные обнаружили необычное явление активной материи в плотных культурах эмбрионов морской звезды Patiria miniata. Исследование, проведённое командой под руководством Yu-Chen Chao, показало, что при высокой концентрации у границы воздух–вода эмбрионы начинают самопроизвольно формировать структуры, которые исследователи назвали «живыми хиральными кристаллами».

Эти структуры выстраиваются в упорядоченную гексагональную решётку — почти как в минералах, только здесь каждый “элемент” остаётся живым организмом.

Именно это делает наблюдение особенно важным: граница между биологией и физикой оказывается гораздо тоньше, чем предполагалось.

Как появляется «живой кристалл»

Механизм начинается с движения самих эмбрионов.
Каждый из них вращается в жидкости и создаёт микроскопические гидродинамические потоки.

Когда таких организмов становится много, их движения начинают взаимодействовать.

Возникает эффект коллективного притяжения, который постепенно собирает эмбрионы в организованную решётку, формируя новую неравновесную фазу материи.

Система остаётся живой и динамичной: кристаллы могут переключаться между колебательными и осциллирующими состояниями.

Это поведение связано с нарушением хиральной симметрии — когда вращение отдельных элементов определяет структуру всей системы.

Почему это важно для науки

Такие системы относятся к области активной материи — где частицы сами потребляют энергию и создают движение.

В отличие от классической термодинамики, здесь порядок возникает не из покоя, а из непрерывной активности.

Наблюдение «живых хиральных кристаллов» даёт прямое экспериментальное подтверждение существования неравновесных фаз в биологических системах.

Фактически это пример того, как жизнь способна сама создавать архитектуру материи.

Возможные применения

Понимание этих процессов может повлиять на несколько направлений технологий:

Самособирающиеся роботизированные системы
— где множество маленьких элементов автоматически формируют структуру.

Управление потоками тепла в электронике
— аналогично тому, как эмбрионы управляют жидкостью вокруг себя.

Новые материалы активной материи
— системы, которые способны менять структуру в ответ на условия среды.

Новые методы выращивания

Чтобы изучать такие явления, учёные разработали улучшенные методы культивирования Patiria miniata.

Личинки достигают стадии готовности примерно за 15 дней,
а половая зрелость в проточных системах наступает примерно через два года.

Это создаёт стабильную биологическую платформу для дальнейших исследований самоорганизации.

Что это событие добавило в звучание планеты?

Напоминание о том, что порядок может рождаться из жизни самой по себе.
Не из внешнего управления, а из взаимодействия множества маленьких движений.

Иногда достаточно просто собрать живые частицы вместе —
и Вселенная сама начинает строить кристалл.