發表在科學期刊《iScience》上的一項最新研究顯示，海龜是首個已知利用兩種不同機制形成頭部鱗片的脊椎動物：一種基於基因信號，另一種純粹是機械的。 這一發現增強了我們對演化的理解，並為技術創新打開了大門。
傳統上，脊椎動物的鱗片、羽毛和毛髮等皮膚結構起源於胚盤，即由高度保守的基因信號控制的表皮特化區域。 然而，鱷魚是一個例外：牠們的頭部鱗片透過生長皮膚的物理摺疊形成。 日內瓦大學（UNIGE）的科學家們現在發現，海龜結合了這兩種過程，這在脊椎動物中是前所未有的方法。
研究小組使用3D光片顯微鏡和計算建模，證明簡單的物理力足以產生在海龜鱗片中觀察到的不規則圖案。 模擬模型透過調整組織剛度和生長速率等參數，成功地複製了在不同海龜物種中看到的實際鱗片形狀。 這一發現挑戰了發育生物學的傳統範式。
從演化的角度來看，海龜（Testudinata）是鱷魚和鳥類最親近的現存親屬。 海龜和鱷魚共享鱗片形成的物理機制這一事實表明，這是一種祖先特徵，存在於該群體的最後一個共同祖先中。 這項研究突出了物理學在形態發生中的積極作用，形態發生是導致生物體形成其形狀的生物學過程。
除了其學術影響外，這項研究還為技術創新打開了大門。 透過了解自然如何基於簡單的物理規則創建複雜結構，為仿生學、再生醫學和材料設計方面的進步提供了機會。 這項研究表明，機械摺疊如何塑造生物模式，提供了受自然啟發的實用解決方案。