研究“鳄鱼皮”，发了一篇Nature！

主要观点总结

本文研究了鳄鱼头部鳞片的形成过程，发现这一过程是由机械过程产生的压缩不稳定性引起的，而非张力驱动。研究通过对鳄鱼胚胎进行实验性处理和观察，发现皮肤折叠图案的变化与真皮与表皮之间的生长差异和材料性质的不同有关。此外，该研究还揭示了进化产生的两种生成鳄鱼类鳞片的方式：化学图灵不稳定性（身体鳞片）和机械不稳定性（头部鳞片）。

关键观点总结

关键观点1: 鳄鱼头部鳞片的形成是由机械过程的压缩不稳定性引起的。

作者通过体内实验和数值模拟，否定了张力驱动的局部生长假设，揭示了鳄鱼头部鳞片的边缘是由平面内压缩应力产生的内向皮肤皱褶。正常的尼罗鳄头部鳞片模式形成过程只需要真皮与表皮之间的刚度差异，而不需要这两个粘附皮肤层的生长差异。

关键观点2: 鳄鱼头部鳞片的图案化过程与真皮和表皮的生长差异及材料特性有关。

作者通过卵内静脉注射表皮生长因子蛋白（EGF）处理尼罗鳄胚胎，促进了表皮分化和生长，干扰了头部鳞片形成的基础力学。实验结果显示，EGF处理的鳄鱼胚胎头部皮肤图案发生明显皱褶。停止处理后，这些“智慧”的皮肤皱褶网络部分舒展，形成更小的多边形头部鳞片模式。

关键观点3: 研究揭示了进化产生的两种生成鳄鱼类鳞片的方式。

一种是化学图灵不稳定性（身体鳞片），另一种是机械不稳定性（头部鳞片）。通过对鳄鱼胚胎进行精确且重复的静脉注射EGF，验证了压缩场假设，即鳄鱼面部和颌部鳞片的分级发育是由一种纯粹的机械过程引起的。

文章预览

脊椎动物展示了多样的皮肤附属器官，包括羽毛、毛发和鳞片。这些微小器官促进了各种功能，从机械保护和温度调节到性展示。先前的研究已经表明，不同皮肤附属器官的早期胚胎发育在广泛上是保守的。通常，这些单元从解剖学上的原基板发育而来，原基板在表皮和其下方的真皮中具有保守的分子信号。毛发、羽毛和鳞片的模式形成关键需要图灵反应-扩散型动态，这是一种由激活剂和抑制剂形态发生素之间的化学相互作用产生的“ 图灵斑图 ”。然而，体外研究表明，皮肤附属器官的自组织周期性模式也可能涉及力学行为——例如，间质细胞的局部聚集和收缩通过β-连环蛋白的机械感应信号激活羽毛原基的发展。在鸡中，真皮中形态发生素表达的嵌套空间斑块也可能赋予相应组织域不同的材料属性，从而通过弹性不稳定性产生羽毛原基的萌芽 ………………………………