貝殼上的圖案是怎么形成這是個很復(fù)雜的問題，研究的人很多，這有個專門學(xué)科叫做生物圖案形成模式，要講的話可以講很多，也涉及到很多數(shù)學(xué)算法方面的東西，我自己也沒怎么仔細(xì)看的，不過這里就先簡單說一下吧。
首先來點(diǎn)背景知識。貝殼的基本結(jié)構(gòu)是有三層，最外的是很薄的角質(zhì)層，主要是有機(jī)質(zhì)；中間厚的部分主要是方解石和文石組合構(gòu)成的棱柱層；最里面是珍珠層。我們能看到的那些圖案主要是在中間的棱柱層中沉積的各種有色化合物導(dǎo)致的，比如吡咯或者卟啉之類的，而且貝類一般不是直接產(chǎn)生有色物質(zhì)，而是分泌無色底物和激活劑，利用激活劑來促使色素形成。軟體動物的外套膜是分泌形成殼的器官，隨著里面軟體動物的生長貝殼也不斷形成，然后就可以大概說一下貝殼的那些各種圖案是怎么形成的。
首先是和生長方向平行的條紋，這是最簡單的圖案形成模式，比如像是下面這個平瀨芋螺Conus hirasei。這是由于外套膜分泌色素激活劑的物理位置不同，色素按照在殼上的位置穩(wěn)定地持續(xù)產(chǎn)生導(dǎo)致的。
然后是復(fù)雜一點(diǎn)的和生長方向垂直的條紋，比如這個柳條渦螺Amoria ellioti。這個圖案形成模式關(guān)系到了一個激活劑與抑制劑配合作用的拮抗系統(tǒng)。在某一時(shí)刻外套膜形成新的殼的邊緣的同時(shí)產(chǎn)生大量色素激活劑，于是在邊緣上形成了一條與生長方向垂直的線，同時(shí)立刻伴隨產(chǎn)生大量的抑制劑，與激活劑拮抗阻止了圖案的繼續(xù)生成，之后在殼的形成過程中抑制劑的濃度不斷下降，但是由于沒有新的激活劑產(chǎn)生色素因此圖案出現(xiàn)了中斷，當(dāng)抑制劑濃度下降到某一閾值時(shí)激活劑重新大量產(chǎn)生形成圖案，伴隨著抑制劑也立刻大量重新產(chǎn)生，周而復(fù)始。
然后是更復(fù)雜的和生長方向成一定角度的條紋，比如這個波紋橫簾蛤Paphia undulata，同樣是激活劑與抑制劑配合作用的拮抗系統(tǒng)，但是涉及到了行波的作用。一個模型是這個系統(tǒng)中的激活劑有一個小的擴(kuò)散范圍但是抑制劑幾乎不擴(kuò)散。激活劑可以像行波一樣在一個區(qū)域擴(kuò)散開來，使與之相鄰的區(qū)域都產(chǎn)生色素，但是與之拮抗的抑制劑不能擴(kuò)散，而只是在原位抑制激活劑的作用；此外，激活劑還具有累加增強(qiáng)的效應(yīng)，也就是越擴(kuò)散其邊緣的濃度會不斷提高，產(chǎn)生大量的色素，當(dāng)高到某一閾值時(shí)促使了擴(kuò)散到的那個位置瞬間產(chǎn)生了大量抑制劑，直接阻斷了圖案繼續(xù)生成。如此隨著貝殼生長二者相互作用形成了斜向的條紋，而那些V形的條紋是兩條行波交叉，都被抑制劑抑制色素形成產(chǎn)生的。
另外一般情況下貝殼上比較容易出現(xiàn)V形紋路而不容易出現(xiàn)兩個波相互穿透的X形紋路，因?yàn)槟切┙徊娴膮^(qū)域都是被抑制劑所拮抗，激活劑很難在沿交叉點(diǎn)繼續(xù)向下產(chǎn)生色素。不過也有X形紋路的，那又是另一種復(fù)雜的圖案形成模式了，講起來就要涉及到一堆數(shù)學(xué)公式和計(jì)算了，此處不表了。
此外，很多復(fù)雜圖案，是抑制劑與激活劑都能擴(kuò)散并相互作用的結(jié)果，就好象不同波的相互干涉作用，有時(shí)還會形成駐波一樣?？傊陨细鞣N因素配合作用能形成各種各樣非常復(fù)雜的圖案。就先這樣吧。
另外配合這篇介紹殼的生長的文章看風(fēng)味更佳～誰說生物是集郵的，全是數(shù)學(xué)好么?。?！
http://www.guokr.com/question/474285/?_block=question_recommend_relevant&_pos=4另外有興趣的同學(xué)可以看看這篇文獻(xiàn)，算是第一篇比較詳細(xì)的綜述了，不過看起來比較頭疼
Meinhardt, H. and Klingler, M. (1987). A model for pattern formation on the shells of molluscs. J. theor. Biol
126, 63-69. [
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