Rozgwiazdy tworzą żywe kryształy i tańczą jak roboty

Zanim przybiorą swoje charakterystyczne, przypominające gwiazdę kształty, świeżo wyklute rozgwiazdy wyglądają zupełnie inaczej. Embriony rozgwiazd wyglądają jak drobne koraliki unoszące się swobodnie w wodzie.

Najnowsze badanie naukowców z MIT pokazuje jednak, że nawet tak proste organizmy są zdolne do niezwykle skomplikowanych zachowań. Badacze wykryli, że gdy wiele embrionów rozgwiazd znajduje się w tym samym obszarze, spontanicznie łączą się one w skomplikowaną, podobną do kryształu strukturę.

Co ciekawsze, ten "żywy kryształ" może wykazywać dziwną właściwość, dzięki której wirowanie poszczególnych jednostek wywołuje nieproporcjonalnie duże fale w całej strukturze. "To absolutnie niezwykłe - te embriony wyglądają jak piękne szklane paciorki, które na powierzchni wody tworzą idealną strukturę krystaliczną" - mówi prof. Nikta Fakhri. 

"Podobnie jak stado ptaków, które jako stadko potrafią unikać drapieżników lub latać płynniej, być może ta struktura krystaliczna może mieć pewne zalety, o których jeszcze nie wiemy".

Zobacz także: Atak żarłocznych jeżowców. Dewastują podwodną dżunglę

Badaczka jest przekonana, że podobna, samoorganizująca się, krystaliczna struktura może znaleźć zastosowanie w budowie współpracujących ze sobą robotów. "Wyobraź sobie rój miękkich, wirujących robotów, które mogą wchodzić ze sobą w interakcje" - mówi Fakhri. "Mogą być zaprojektowane tak, aby samoorganizowały się, by falować i pełzać po morzu i wykonywać pożyteczną pracę. Ich interakcje otwierają nowy zakres interesującej fizyki którą powinniśmy zbadać".

Fkahri i jej zespół opublikowali właśnie badania niezwykłego zachowania embrionów rozgwiazd w magazynie Nature. Naukowcy obserwowali, jak dojrzewają embriony. Po zapłodnieniu embriony rosną i dzielą się, tworząc skorupę, z której wyrastają drobne włoski, czyli rzęski, które pozwalają embrionowi poruszać się w wodzie. Rzęski nadają embrionom ruch obrotowy w konkretnym kierunku. Tzer Han Tan, jeden z członków grupy badawczej, zauważył, że gdy embriony wypłynęły na powierzchnię, wirowały dalej, ku sobie.

Zobacz także: Ponad miliard morskich stworzeń zginęło przez falę upałów

"Od czasu do czasu mała grupa zbierała się i tańczyła wokół" - mówi Fakhri. "Okazuje się, że inne organizmy morskie, na przykład glony, zachowują się podobnie. Pomyśleliśmy więc, że to intrygujące. Co się stanie, jeśli w jednym miejscu połączysz ich naprawdę wiele?". Zespół badawczy zapłodnił więc tysiące embrionów rozgwiazd, a następnie obserwował ich zachowanie w laboratorium.

Badane struktury zazwyczaj utrzymywały się przez kilka dni. W tym czasie przez całą strukturę przechodziły spontaniczne fale. "Kryształ obraca się i podskakuje przez bardzo długi czas, co było absolutnie nieoczekiwane" - mówi Fakhri. "Można było się spodziewać, że te falki szybko znikną, ponieważ woda jest lepka i tłumi drgania. Ale długotrwałe pojawianie się drgań kryształu powiedziało nam, że system ma dziwne elastyczne zachowanie".

Naukowcy badają teraz, czy inne organizmy, takie jak jeżowce, wykazują podobne zachowanie krystaliczne. Badają również, w jaki sposób ta samoorganizująca się struktura mogłaby być replikowana w systemach robotycznych. "Możemy bawić się tym systemem i zbudować coś w rodzaju roju robotów, który faktycznie może wywierać wpływ na środowisko" - mówi badaczka.