Mikroskopičtí umělci

Vzory v živé přírodě nalézáme nejen v makroskopickém měřítku. S pomocí pokročilých mikroskopických metod můžeme obdivovat ornamentované struktury i na povrchu mnoha mikroorganismů, které využívají řízenou krystalizaci k tvorbě různorodých schránek. Tato pro naše oči skrytá tvarová diverzita je prozatím opředena množstvím nezodpovězených otázek týkajících se především možných adaptivních funkcí těchto vzorovaných struktur.

Jen letmé nahlédnutí do životem překypujícího mikrosvěta, ukrývajícího se třeba jen v malé kapce vody, nám odhalí nezměrnou diverzitu mikroorganismů. Avšak nezkušenému oku se naprostá většina z nich bude jevit na první pohled dosti podobná. Nemají totiž často svůj povrch nijak zpevněný, a zaujímají tak nespecifické a mnohdy i měnící se tvary. Nalézají se mezi nimi ovšem i přeborníci ve tvarové komplexitě (obr. 1), kteří za pomoci řízené krystalizace formují na svém povrchu anorganické schránky z oxidu křemičitého (SiO₂), uhličitanu vápenatého (CaCO₃) či celestinu (síranu strontnatého, SrSO₄). Tyto schránky jsou mnohdy dosti komplikované a skládají se z několika plátů, šupin či jiných částí. A to není vše. I na jednotlivých dílcích těchto skládaček lze nalézt ornamentované struktury.

Vzorované struktury na povrchu anorganických schránek mikroorganismů – kalcitová schránka kokolitky Emiliania huxleyi.

Snímek Alex Poulton, NOC

Samotný fyzikální princip vzniku těchto vzorovaných struktur je v základě stejný jako u vzorů na organismech, které můžeme obdivovat pouhým okem. Tento princip dobře vysvětlují modely vycházející ze známého reakčně-difuzního modelu prezentovaného roku 1952 Alanem Turingem. Mnohem náročnější je ovšem jejich biologická interpretace, při které již začíná být mezi vzory vyskytujícími se na povrchu mikroskopických a makroskopických organismů podstatný rozdíl.