1952年，英国数学家艾伦·图灵（Alan Turing）以其在解码代码和人工智能方面的工作而闻名，他被判犯有同性恋罪，并被判处化学cast割。 但是，在这部个人戏剧的过程中，他仍然有时间发表关于自然规律重复规律的数学的
有远见的著作 ，该
著作可以应用于老虎和斑马鱼的形态，豹斑和短吻鳄牙齿之间的距离。
现在，经过60年的发展，生物学家正在发现图灵在这项工作中提出的
形态发生机制的真实存在的证据。 “我们都知道结构，”伦敦国王学院的发育生物学家杰里米·格林说。 “我们只需要将化学与数学交叉来理解生物学即可。”
由于图灵想了解导致自然形态出现的机理，因此出现了1952年的科学工作。 他建议说，诸如斑点的图案是由于两种化学化合物的相互作用而形成的，这些化合物在系统中传播的效果近似于盒子中的气体原子，但有一个区别。 图灵称其为“形态发生剂”的化合物并非像气体一样均匀分布，而是以不同的速度传播。 一种用作外观独特的活化剂，例如虎皮条，另一种用作抑制剂，周期性地粘附并抑制活化剂的释放。
为了解释图灵的想法，牛津大学数学生物学名誉教授，普林斯顿大学的应用数学家詹姆斯·默里（James Murray）
展示了一片散布着蚱hopper的
干草田 。 如果草在几个随机的地方着火，并且没有水分扑灭大火，那么大火将烧毁整个田野。 如果这种情况是根据图灵方案发展的，那么来自火焰的热量将导致一些蚱sweat出汗，弄湿它们周围的草，从而在燃烧的土地上形成周期性的未燃烧斑点。
该假设很有趣，但具有推测性。 图灵去世两年后，人们注意到了这一点。 “他没有将其应用于任何实际的生物学问题，”默里说。 “这只是给寻找分析问题的数学家的礼物。”
尽管在1970年代，理论工作和计算机模型发生了爆炸式增长，其中利用图灵机制成功复制了斑点和条纹等图案，但分子生物学仍无法接近研究人员指出用作激活剂和活化剂的特定分子。抑制剂。
最近的研究认为，这种机制可能是造成小鼠毛囊之间的距离，鸟类的羽毛，小鼠上颚抬高以及小鼠的爪上手指之间距离的原因。
一些生物学家怀疑将图灵机制识别为周期性模式出现的唯一原因，尤其是由于存在其他外观模型，例如伦敦大学学院发展生物学的荣誉专家刘易斯·沃尔珀特（Lewis Wolpert）提出的模型。 根据他的模型，细胞根据每种形态发生素的数量确定其在空间中的位置，从而导致出现条纹，斑点或手指。 而且，根据沃尔珀特所说，“还没有人鉴定出能在图灵机制中起作用的分子。”
缺乏实验结果是图灵支持者的最大障碍，但是这种情况正在开始改变。 最近，
格林及其同事发现了两种表现为活化剂和抑制剂的化合物，导致小鼠胚胎的上颚出现周期性的不规则现象。
成纤维细胞生长因子 （FGF）蛋白起激活剂的作用，而遗传变异
刺猬 （Shh）则起抑制剂的作用。 通过降低或增加这些化合物的活性，科学家严格按照图灵方程改变了不规则结构的模式。
生物学是一门复杂的科学，它融合了许多因素，这使得模式与图灵机制之间关系的实验证明变得复杂。 为了寻找证据，格林及其同事去除了pa上的一个脊，增加了脊之间的距离。 如果图灵机制不在那里，那么那里将会形成另一个波峰。 取而代之的是，研究人员发现了由分支状图案填充并充满空间的其他脊线-这是存在某种机制的迹象。
图灵机制适用于许多系统，并且过于笼统。 研究人员在生态系统中的物种分布中发现了相似的性质，例如捕食者－猎物模型，其中捕食者充当激活剂，繁殖并增加其数量，捕食者通过抑制剂来调节种群的大小。 神经元在数学上也可以描述为增强或抑制邻近脑神经元激活的激活剂和抑制剂。
格林说：“如果您有两个过程既可以作为激活剂，也可以作为抑制剂，那么您总是可以从中提取周期性序列。”以沙丘的涟漪为例。 “当然，这里没有散射的形态发生子。 只是过程具有可以由散射函数描述的属性。”
图灵在他的工作中承认了这一点：“该模型经过简化和理想化，因此扭曲了现实。” 这并不意味着它是错误的，只是要从确定似乎遵循图灵机制的系统的行为切换为确定某些充当激活剂和抑制剂的物理过程，这非常困难。 例如，斑马鱼条纹实验表明，它们是由于图灵机制而产生的，但是鱼没有分离散布在整个系统中的化学化合物，而是拥有两种类型的细胞作为激活剂和抑制剂。 自称是激活剂和抑制剂的分子只能存在于细胞膜内，而不能被腺体分泌。 因此，要使该机制起作用，单元必须相互接触。
当然，图灵模型有缺陷。 单独使用此机制不能负责放大自然模式。 一个很好的缩放比例的例子是鸡蛋，因为它们可以大，小，中，但是无论受精的鸡蛋如何，整个鸡都会从中孵出-不会丢失关键部分。 “图灵没有回答问题：如何获得扩展过程？” -格林说。
答案可能是在有关小鼠胚胎爪上手指形成的新工作中。 根据坎塔纳布里亚大学和西班牙研究人员理事会的合著者玛丽亚·罗斯（Maria Ros）所说，这项研究多面地研究-多指，例如，一只手的六个手指的外观。
手指序列类似于条带。 但是指尖之间的距离是
波长，如果要的话 ，指关节之间的距离也不同。 序列按比例缩放。 如果这些条纹是由图灵机制引起的，则应该影响缩放。
多个基因与多义性相关，特别是由Shh调节的Gli3基因。 在先前的研究中，得出的结论是，小鼠胚胎中Gli3和Shh的缺失导致机体结构（包括手指数量）正常发育所必需的Hox基因类别增加。
小鼠在四个簇中具有39个Hox基因。 Ros决定通过逐渐去除Hox变异体来检验以下假设：Hox基因数量增加导致手指数量增加。 她认为手指的数量会随着Hox基因数量的减少而减少。 但是相反的事情发生了：删除的Hox基因越多，出现的手指就越多-在一种情况下最多可以有15个手指。
多余的手指更细，更紧。 根据分支原理对它们进行了划分，这与格林在小鼠上颚结节的实验中观察到的相同。 巴塞罗那基因调节中心的系统生物学家，罗斯（Ros）的合著者詹姆斯·夏普（James Sharp）将手指之间的粗细和距离的数据提供给他的计算机模型时，他能够通过图灵机制重现这种效果。
事实证明，手指的形成涉及两个过程：图灵机制产生类似于条纹的图案；以及调节机制，通过Hox基因控制鳞片。 Sharpe将它们视为一种机制的不同方面。
也许最好假设图灵模型在开发中起作用，并在更大的生物系统以及其他因素的作用下起作用，而不是一个单独的机制。 格林说：“图灵过程是理解形态发生子如何协同工作的难题之一。”
我们已经知道基因与其他基因和大量环境因素相互作用。 “要真正了解生物学的发展，您需要知道基因如何影响构成观察序列的物理元素，特定的生物学元素是什么以及它们如何相互作用”，Murray说。 同样，理论建模还有空间。 “如果我们只需要使用遗传学来了解发育，我们仍然不会知道如何做鸡。”