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自然界中第一个分形分子的发现

导读 由马尔堡马克斯·普朗克研究所和马尔堡菲利普斯大学领导的国际研究小组偶然发现了自然界中第一个规则分子分形。他们发现了一种微生物酶——...

由马尔堡马克斯·普朗克研究所和马尔堡菲利普斯大学领导的国际研究小组偶然发现了自然界中第一个规则分子分形。他们发现了一种微生物酶——来自蓝藻的柠檬酸合酶——它会自发地组装成一种称为谢尔宾斯基三角形的模式。电子显微镜和进化生物化学研究表明,这种分形可能代表了进化事故。

该研究发表在《自然》杂志上。

雪花、蕨叶、罗马菜花头:自然界的许多结构都有一定的规律性。它们的各个部分类似于整个结构的形状。这种从最大到最小重复的形状称为分形。但是,如上面的示例所示,在尺度上几乎完全匹配的规则分形在自然界中非常罕见。

分子也有一定的规律性。但如果你从很远的地方看它们,你就看不到任何迹象了。然后你会看到光滑物质,其特征不再与单个分子的特征相匹配。我们看到的精细结构的程度取决于我们的放大倍数——与分形相反,分形在所有尺度上都存在自相似性。事实上,分子水平上的规则分形在自然界中是完全未知的。

这有点令人惊讶。毕竟,分子可以自行组装成各种奇妙的形状。科学家拥有大量的自组装复杂分子结构目录。然而,它们之间从来不存在正则分形。事实证明,几乎所有看起来规则的自组装都会导致在大尺度上变得平滑的规则性。

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