Új, univerzális formaosztályt fedezett fel a Magyar Kutatási Hálózat (HUN-REN) és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) közös Morfodinamika Kutatócsoportja az Oxfordi Egyetemmel együttműködve – derül ki az intézmény közleményéből. Az úgynevezett lágy cellák a biológiai szövetek geometriai építőelemei, és számos helyen megtalálhatók a természetben: a csigáspolipoktól kezdve az izomsejtekig. Az eredmények azonban nemcsak a biológiai szövetek geometriáját magyarázhatják, hanem az építészeti tervezésben is új formavilágot teremthetnek.
A matematikusokat Platón elmélete óta foglalkoztatják a térkitöltő csempézések: azokat a formákat keresik, amelyek hézagok és átfedések nélkül borítják be a síkot vagy töltik ki a teret. Ilyenek, például, a háromszögek, ám éles csúcsok, egyenes élek és sík lapok ritkán figyelhetők meg élő szervezetekben. Az evolúció rengeteg térkitöltő mintázatot hozott létre, például a biológiai szövetekben vagy a csigáspolipok cellás vázában. Ezek a mintázatok leginkább erősen ívelt élekkel, görbült felületekkel és kevés, esetenként nulla éles sarokkal rendelkező formákból épülnek fel.
A választ Domokos Gábor, Regős Krisztina és G. Horváth Ákos, valamint Alain Goriely, az Oxfordi Egyetem kutatója adta meg a PNAS Nexus tudományos folyóiratban megjelent cikkben, amelyben a lágy cellákat mint a matematikai formák egy új osztályát írják le.
Ha két dimenzióban nézzük, a lágy celláknak görbe éleik vannak és mindössze két csúcsuk. Ilyen minták láthatók, például, az izomsejtekben, a zebra csíkjaiban, a folyami szigetek alakjában, a hagymarétegekben és még az építészeti tervezésben is. Három dimenzióban a szóban forgó alakzatok azonban összetettebbé és még érdekesebbé válnak. A kutatók először megállapították, hogy a térbeli lágy celláknak egyáltalán nincs csúcsuk. Ezt követően egy olyan eljárást adtak meg, mely egy ismert poliéderes (éles) mintázatból (mint például a kockarács) kiindulva, az élek megfelelő deformálásával egy lágy cellákból álló térkitöltést hoz létre. Ezen eljárás alkalmazása során több lágy cellatípust is azonosítottak.
A legmegdöbbentőbb felfedezésük az volt, hogy az ikonikus Nautilus csigáspolip belső kamrái maguk is lágy cellák. Úgy tűnik tehát, hogy a lágy cellák a biológiai szövetek geometriai építőelemei és létezésük számos érdekes kérdést vet fel a geometria és a biológia területén: a lágy csempézések létezésére vonatkozó, szükséges geometriai feltételek új megvilágításba helyezhetik, miért részesít előnyben a természet bizonyos mintázatokat. A lágy cellák koncepciója a kutatók szerint nemcsak a szövetek statikus geometriáját segíthet megmagyarázni, hanem a növények gyökereinek növekedését is, amit az egyik legelterjedtebb biológiai formafejlődési folyamatként tartanak számon.
![](data:image/svg+xml;charset=utf-8,<svg height="270" width="480" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1"/>)
