p "Avó, por que você tem orelhas tão grandes? "é uma das questões mais conhecidas da literatura, colocada, é claro, por Chapeuzinho Vermelho enquanto ela observa hesitantemente o lobo vestido com as roupas de sua avó. Se Chapeuzinho Vermelho fosse um físico, ela poderia muito bem ter perguntado:"Avó, por que suas duas orelhas têm exatamente o mesmo comprimento? " p Os cientistas estão cientes desse "problema de comprimento" há muito tempo, mas foi amplamente esquecido durante a maior parte do século XX. Robert B. Laughlin, que ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1998, escreveu um artigo interessante sobre o assunto. Em "Ondas críticas e o problema de comprimento da biologia, "Laughlin afirma que por um longo período de tempo nenhum progresso significativo foi feito no entendimento de como os organismos regulam seu comprimento. Ele propôs que os seres vivos podem se dimensionar e que, uma vez que tenham adquirido essa informação, eles podem responder de acordo, por exemplo, parando de deixar seus braços ou pernas crescerem, uma vez que esses membros tenham atingido o tamanho "desejado".

p Os físicos da Universidade de Saarland pegaram essas idéias e desenvolveram um modelo matemático que pode ser usado para descrever como os sistemas biológicos podem medir seu comprimento. Estudante graduado, Frederic Folz, que abordou o problema em sua dissertação de mestrado, agora publicou os resultados em um jornal altamente classificado Revisão Física E em um artigo de co-autoria de Giovanna Morigi, Professor de Física Quântica Teórica, Karsten Kruse, Professor de Física Teórica Biológica, e Lukas Wettmann, um Ph.D. aluno do grupo de Kruse.

p Os cientistas escolheram estudar axônios como seu sistema modelo. Os axônios são componentes-chave das células nervosas (neurônios). Os axônios atuam como um elo entre as células nervosas e permitem que os sinais elétricos passem de um neurônio para outro. Como o comprimento de um axônio pode variar de alguns micrômetros a vários metros, os organismos devem obviamente ter algum meio de controlar por quanto tempo os axônios específicos devem crescer. "Conseguimos desenvolver um modelo de mecanismo que explica como um organismo pode fazer exatamente isso. O modelo não apenas explica como os neurônios podem determinar seu próprio comprimento, também pode ser generalizado para outros sistemas biológicos, "explica Frederic Folz.

p As moléculas de sinalização química que regulam o crescimento em sistemas biológicos se comportam da seguinte maneira:"As moléculas se espalham pelo sistema como ondas químicas até chegarem ao final do axônio, "diz Folz. Se a frequência com que esta 'onda molecular' retorna ao seu ponto de origem é alta, a estrutura biológica pela qual a onda passou é curta; se a frequência de tal ciclo for baixa, então demorou mais para o produto químico retornar e a estrutura é correspondentemente grande. Uma molécula precisa de menos tempo para viajar alguns micrômetros dentro de uma bactéria do que para viajar da raiz até a copa de um carvalho. Os físicos descreveram esse mecanismo usando um modelo matemático.

p Os pesquisadores supõem que um sistema biológico, como uma árvore, um humano ou uma célula, pode 'medir' a frequência desses ciclos e pode, portanto, determinar e, portanto, controlar a duração de, dizer, uma folha ou uma perna.

p Seu trabalho pode ser de fundamental importância para pesquisas futuras em uma variedade de doenças. “Nosso modelo também pode ser usado no setor eletrônico para regular diferentes quantidades físicas, "diz Folz. O modelo também incorpora elementos que podem descrever a dinâmica da internet e, De forma geral, outras redes artificiais e poderiam formar a base para novos desenvolvimentos e melhorias nessas áreas.