发表在科学期刊《iScience》上的一项最新研究表明，海龟是首个已知利用两种不同机制形成头部鳞片的脊椎动物：一种基于基因信号，另一种纯粹是机械的。 这一发现增强了我们对进化的理解，并为技术创新打开了大门。
传统上，脊椎动物的鳞片、羽毛和毛发等皮肤结构起源于胚盘，即由高度保守的基因信号控制的表皮特化区域。 然而，鳄鱼是一个例外：它们的头部鳞片通过生长皮肤的物理折叠形成。 日内瓦大学（UNIGE）的科学家们现在发现，海龟结合了这两种过程，这在脊椎动物中是前所未有的方法。
研究小组使用3D光片显微镜和计算建模，证明简单的物理力足以产生在海龟鳞片中观察到的不规则图案。 模拟模型通过调整组织刚度和生长速率等参数，成功地复制了在不同海龟物种中看到的实际鳞片形状。 这一发现挑战了发育生物学的传统范式。
从进化的角度来看，海龟（Testudinata）是鳄鱼和鸟类最亲近的现存亲属。 海龟和鳄鱼共享鳞片形成的物理机制这一事实表明，这是一种祖先特征，存在于该群体的最后一个共同祖先中。 这项研究突出了物理学在形态发生中的积极作用，形态发生是导致生物体形成其形状的生物学过程。
除了其学术影响外，这项研究还为技术创新打开了大门。 通过了解自然如何基于简单的物理规则创建复杂结构，为仿生学、再生医学和材料设计方面的进步提供了机会。 这项研究表明，机械折叠如何塑造生物模式，提供了受自然启发的实用解决方案。