In 1952, Alan Turing publiceerde een studie die wiskundig beschreef hoe systemen die uit vele levende organismen bestaan, rijke en diverse reeksen van geordende patronen kunnen vormen. Hij stelde voor dat deze 'zelforganisatie' voortkomt uit instabiliteiten in systemen zonder patronen, die zich kunnen vormen als verschillende soorten strijden om ruimte en hulpbronnen. Tot dusver, echter, onderzoekers hebben moeite gehad om Turing-patronen in laboratoriumomstandigheden te reproduceren, ernstige twijfel rijzen over de toepasbaarheid ervan. In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ B , onderzoekers onder leiding van Malbor Asllani aan de Universiteit van Limerick, Ierland, hebben de theorie van Turing opnieuw bekeken om wiskundig te bewijzen hoe instabiliteiten kunnen optreden door eenvoudige reacties, en in zeer uiteenlopende omgevingscondities.

De resultaten van het team kunnen biologen helpen om de oorsprong van veel geordende structuren in de natuur beter te begrijpen, van vlekken en strepen op dierenjassen, tot clusters van vegetatie in droge omgevingen. In het originele model van Turing, hij introduceerde twee diffunderende chemische soorten op verschillende punten op een gesloten ring van cellen. Terwijl ze zich over aangrenzende cellen verspreiden, deze soorten 'concurreerden' met elkaar terwijl ze met elkaar omgingen; uiteindelijk organiseren om patronen te vormen. Deze patroonvorming hing af van het feit dat de symmetrie tijdens dit proces in verschillende mate kon worden verbroken, afhankelijk van de verhouding tussen de diffusiesnelheden van elke soort; een mechanisme dat nu de 'Turing-instabiliteit' wordt genoemd. Echter, een belangrijk nadeel van Turing's mechanisme was dat het gebaseerd was op de onrealistische veronderstelling dat veel chemicaliën in verschillende snelheden diffunderen.

Door hun berekeningen Asllani's team toonde aan dat in voldoende grote ringen van cellen, waar diffusie-asymmetrie ervoor zorgt dat beide soorten in dezelfde richting reizen, de instabiliteiten die geordende patronen genereren, zullen altijd optreden, zelfs wanneer concurrerende chemicaliën met dezelfde snelheid diffunderen. Eenmaal gevormd, de patronen blijven ofwel stationair, of zich gestaag rond de ring voortplanten als golven. Het resultaat van het team gaat in op een van Turing's belangrijkste zorgen over zijn eigen theorie, en is een belangrijke stap voorwaarts in ons begrip van de aangeboren drang van levende systemen om zichzelf te organiseren.