七⼗多年前，数学家艾伦·图灵提出了⼀种机制，揭示了如何从平淡⽆奇的均匀性中产⽣各种图案。科学家们⾄今仍在使⽤他提出的模型，并添了新的变化模式来更深⼊地理解动物的斑纹。时装设计师从动物的斑纹中寻找灵感是有原因的：动物们进化出了各式各样令⼈眼花缭乱的图案：条纹、斑点、菱形、⼈字形、六边形，有的甚⾄像迷宫般复杂。有些动物，⽐如孔雀，想要让⾃⼰变得显眼来吸引配偶或吓跑对⼿和捕⻝者。
还有些动物，⽐如⽼⻁或⺟鸭⼦，需要靠花纹来融⼊周围的环境，要么是为了偷偷靠近猎物，要么是避免⾃⼰成为午餐。
有些图案是或简单或随机产⽣的，但更多图案是通过复杂、精确的图案⽣成系统相互作⽤⽽形成的。这些图案不仅美丽，图案系统的复杂性也启发了科学家们对动物斑纹的研究，⽐如⽼⻁如何获得条纹，猎豹如何获得斑点等等。
弄清楚这些图案形成过程的⼈是艾伦·图灵。
你可能知道他是20世纪的数学家，他在第⼆次世界⼤战期间破译了纳粹的密码，并发展了⼈⼯智能的早期概念。图灵还⽤他⾼超的数学能⼒来解释发育中的胚胎如何产⽣规律性特征。从那时起，科学家们就将他提出的⽅程式应⽤于指纹脊线、⽑发⽣⻓的位置以及条纹和斑点等颜⾊图案模式的形成。事实证明图灵确实切中肯綮：时⾄今⽇，研究动物图案的科学家仍然认为图灵的想法⾮常实⽤——尤其是与其他影响因素相结合，深⼊分析图案。
下⾯，让我们⼀起开始⼀次精彩的旅程，从图灵的经典理论开始，了解当今科学家们正在研究的知识。图灵的想法解释了某些动物图案模式是如何产⽣的。斑点制造器是图灵模式的最基本版本。它涉及两种关键物质，即图灵所称的形态发⽣素，它们可以穿过正在发育的⽪肤。⼀种物质叫激活剂，会⾃⾏激活，同时也会激活另⼀种物质，即抑制剂。抑制剂会阻断激活剂。这个系统本身很简单。
但如果两种物质以不同的速度在组织中扩散，并引⼊⼀些随机波动，就可以在⽑⽪、⽻⽻或鳞⽚上产⽣稳定的斑点图案。改变系统的参数，例如形态发⽣素产⽣或移动的速度，或者它们移动的空间的⼤⼩和形状，可以改变最终的图案。
但有时，仅靠图灵的理论不⾜以解释⼤⾃然中绮丽变化的图案。科学家还得去找⼀找外援。除了化学物质的简单扩散过程，细胞本身也可能参与其中，或者需要⼀些额外的技巧来将形态发⽣素输送到组织中，⼜或使图案清晰锐利。科学家还观察到了令⼈眼花缭乱的复杂情况，其中图灵模式与其他图案形成机制叠加出现，可能存在不只两种能相互作⽤的形态发⽣素。
有些⻥已经找到了另⼀种使图灵斑点复杂化的⽅法：把两种相同类型的图灵模式混合在⼀起——称之为图灵平⽅。计算机模型预测，⽩⾊背景上的⿊点与⿊⾊背景上的⽩点的混合，可以形成迷宫状分布的⿊⽩线条和曲线。事实上，⾃然界中存在许多这样的迷宫花纹⻥。科学家们还在研究⽣物的图案在发育早期是如何形成的。在许多情况下，发育中的动物⾸先会形成⼀个⽆⾊的预图案——就像绘本中的描边线条⼀样。随后，⾊素细胞出现并填充颜⾊。
图灵的思想在他提出的⼏⼗年后依然充满活⼒。但他并没有掌握全部信息，事实上是进化论将复杂性叠加在他简单的激活剂和抑制剂模型之上。
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