折叠身体、解开，再次折叠——“最简单的动物”的复杂工作

「没有大脑」「没有肌肉」「没有口和胃」——这样的生物就像折纸一样“折叠”和“展开”自己的身体，形成立体形状。斯坦福大学的Prakash实验室在被认为是最简单的动物之一的平板动物（Placozoa）Trichoplax adhaerens（以下简称Trichoplax）中发现了一种自然界中未曾报道过的“组织折叠”类型。Phys.org

1毫米级的“扁平动物”变形为立体的意义

Trichoplax是一种由两层上皮及其间层组成的直径约1毫米的半透明动物，没有神经（神经元）和肌肉。尽管如此，它却表现出令人意想不到的行为，例如像“捕猎”藻类一样进食，以及用毒素防御外敌，这引起了研究人员的关注。バイオインタラクティブ

迄今为止，Trichoplax常被描述为“在二维中移动的扁平生物”。然而，这项研究颠覆了这一“前提”。Trichoplax可以根据情况折叠身体，形成三维形状。而且，这种折叠方式并不是固定的单一类型，而是**非定型（non-stereotyped）**的多样化。Dryad

“纤毛＝移动水的毛”不仅仅是这样

关键在于细胞表面生长的纤毛（cilia）。提到纤毛，人们通常会想到它在气道中运输粘液或微生物在水中游动的“流体器官”。但研究团队表明，Trichoplax的纤毛像“行走”在表面上一样移动，形成组织的形状。Phys.org

实际上，除了“用纤毛游泳”之外，“用纤毛在表面移动（行走/爬行）”这种说法在生物学的语境中也是已知的。也有概述提到Trichoplax使用纤毛在表面“行走”。OUP Academic

然而，这次的新颖之处在于，这种行走不仅仅是移动，而是“折叠和展开上皮片”的形态转换的驱动力。Life Science Network

折痕不是“计划”的，而是“环境和运动”产生的

在胚胎发育的教科书中，上皮的折叠通常被描述为通过细胞形态变化、增殖和分子信号的步骤进行的“定型步骤（路径）”。然而，这项研究表明，Trichoplax的折叠/展开并不是明确的“折叠→接下来这里→…”的单一路径。
研究团队认为，通过纤毛与基质（底面）的粘附以及纤毛行走产生的力学，折叠状态和展开状态的“过渡”是**环境（基质的形状）和运动（运动性）**的结果。Dryad

这也是被称为“折纸般”的原因。折纸本身具有“可折叠”的限制，形状由折线和周围条件（按压方式、支撑方式）决定。生物的上皮片同样受到作为薄片的物理影响。这项研究作为一个无需神经即可掌握物理的例子，令人印象深刻。Phys.org

4D显微镜和海量数据追踪“折叠”和“展开”

他们使用4D荧光光片显微镜等技术，对折叠状态的几何（曲率）、展开过程的曲率变化、展开所需时间分布等进行了定量分析。此外，通过重复试验展示了“展开”的稳健性，并通过尺度分析和玩具模型模拟展示了集体纤毛活动如何稳定地驱动展开。Dryad

公开数据汇总在Dryad，总量超过200GB。包括上皮的曲率图、在玻璃毛细管上的折叠、无基质条件、药物条件（如LiCl）下的展开等，每种条件的数据都列出。Dryad

这是一种通过几何和统计逐步解析“通过视频观看令人惊讶”现象的研究，虽然低调但非常有力。

“最初的动物”是如何获得“形状”的

研究人员大胆地探讨了进化的问题。如果在像Trichoplax这样的早期分支动物中可以看到不依赖神经系统的形态转换原理，那么“形状形成”可能在神经发明之前就已经通过物理和集体运动实现——这样的假设浮现出来。Phys.org

在胚胎发育中，脑的褶皱和器官形成的连接等，上皮的折叠是“理所当然”的。这一发现从更原始的角度重新审视了这种“理所当然”。Phys.org

对工程学的影响：软体机器人、合成生物学以及“可设计的折叠”

这个系统的有趣之处在于，它不仅在发育学和进化方面具有意义，而且易于翻译为设计语言。将上皮片视为“薄的活性物质”，纤毛的集体运动即使在外部控制较少的情况下也能“自发”形成形状。对于软体机器人和合成生物学来说，这意味着通过**“材料（片）+微小驱动（纤毛）+环境”**的组合来形成立体形状的启示。Dryad

Prakash实验室此前也曾将单细胞生物的形态变化介绍为“细胞折纸”（不同主题），并制作了通过折纸实现的显微镜Foldscope，因此被认为是与“折叠＝精密”这一概念相契合的研究室。这次的“生物折纸”似乎是这一思路的延续。スタンフォードニュース

SNS/网络反应：易于传播的“三个吸引点”

这次的新闻，尽管内容严肃，却具备了在网络上广泛传播的元素。

1. “没有大脑却显得聪明”问题
   听到“没有神经”，人们往往会认为“什么也做不了”。但实际上，通过物理和集体运动会发生“看似合理”的事情。这其中蕴含着惊喜。Phys.org

2. 视觉效果强烈（折纸×生物×视频）
   研究团队为了强调这种能力，还通过纸张制作了定格动画进行介绍。比起文字，更先用“图像”吸引人。Phys.org

3. “纤毛”形象的更新
   打破纤毛＝流体的固定观念，提出“行走并形成形状”的重新解释。即使是非专业人士也能将其作为“新的小知识”传达。OUP Academic

定量上，Phys.org的相关文章在该网站的列表中，刚发布时反应计数已达到“双位数”（与评论区的数字分开显示），至少可以看出这是“被发现后会被分享的类型话题”。Phys.org

总结：折纸可能不是比喻，而是原理

这项研究提出的挑战是对“高级形状形成＝高级指挥塔（大脑）”这一思维定式的反驳。仅通过薄片、微小纤毛和与基质的接触的组合，折叠和展开的动态就会出现。Dryad

最初的动物是如何获得“形状”的。在我们身体的发育中，为什么折叠如此重要。以及未来是否可以“设计”折叠。
Trichoplax安静而奇妙的折纸似乎是通向这一切的入口。Life Science Network