Як це працює
Мембрана амеби намальована як 32 контрольні точки, рівномірно розташовані навколо рухомого центру, кожна з яких має власне зміщення радіуса. Щокадру симуляція підсумовує вектор хемоатрактанта від усіх сусідніх часток їжі, наближаючи поле кожної частки як обернено пропорційне квадрату відстані — точнісінько як хімічний сигнал, що дифундує, виміряний поблизу свого джерела. Контрольні точки, чий напрямок назовні збігається з цим сумарним вектором, підштовхуються до розширеного цільового радіуса зі швидкістю витягування актину, тоді як точки, спрямовані в інший бік, розслабляються назад до базового радіуса, тож увесь контур випинається у псевдоподію з боку, зверненого до їжі, а амеба видимо повзе в цьому напрямку, оскільки її центр зміщується вздовж того самого вектора.
Плавна замкнена крива проводиться через 32 точки за допомогою квадратичних кривих між послідовними серединними точками, що зберігає мембрану м'якою й аморфною, а не гранчастою. Коли межа амеби під кутом до частки їжі досягає або перевищує відстань цієї частки від центру, їжа поглинається: вона вилучається з поля, всередині цитоплазми з'являється маркер вакуолі, що зменшується і згасає, зображуючи травну вакуолю, а лічильник поглинутих часток збільшується.
Вплив точки: infl_i = dot(dir_i, A)
Цільовий радіус: target_i = base + max(0, infl_i) · gain
Розширення: r_i += (target_i - r_i) · extensionSpeed
Поглинання, коли: dist(center, food) ≤ r_i(кут до їжі) + foodRadius
Часті запитання
Що таке фагоцитоз?
Фагоцитоз — це форма ендоцитозу, за якої клітина поглинає велику частку, наприклад бактерію чи джерело їжі, обгортаючи навколо неї свою мембрану і відщеплюючи внутрішню вакуолю. Амеби використовують його для живлення, а імунні клітини, такі як макрофаги, — для знищення патогенів.
Що таке хемотаксис і як амеба його використовує?
Хемотаксис — це спрямований рух уздовж градієнта концентрації хімічної речовини. У цій симуляції амеба підсумовує вектор притягання від кожної сусідньої частки їжі, зважений обернено пропорційно квадрату відстані, і спрямовує розширення псевдоподії у бік найсильнішого сумарного напрямку.
Що таке псевдоподія і як вона тут змодельована?
Псевдоподія — це тимчасовий виступ клітинної мембрани, утворений за рахунок актину, який амеби витягують, щоб повзати і захоплювати здобич. Симуляція моделює край амеби як безліч контрольних точок, кожна з яких самостійно витягується назовні, коли повернута в напрямку їжі, і розслабляється назад в іншому випадку, створюючи опуклий, повзучий рух.
Як актин рухає розширенням псевдоподії у справжніх клітинах?
Мономери актину полімеризуються у розгалужені мережі філаментів безпосередньо під клітинною мембраною з боку, зверненого до атрактанта, фізично виштовхуючи мембрану назовні. Коли хімічний сигнал слабшає, мережа актину розбирається, і ця ділянка мембрани втягується назад.
Що відбувається з травною вакуолею після поглинання?
Після поглинання частка їжі опиняється всередині вакуолі, оточеної мембраною, де травні ферменти з часом розщеплюють її. У симуляції кожен маркер вакуолі зменшується і згасає протягом кількох секунд, зображуючи цей процес травлення.