实验室演化与现存多细胞物种的 Cellular 组织服从最大熵定律

多细胞生物的普遍存在部分归因于其形成复杂结构的能力。细胞如何在这些结构中堆积是一个基本的生物物理问题，是其功能特性的基础。然而，关于细胞堆积几何如何产生，以及它们如何在生长过程中受随机噪声影响——尤其是在缺乏发育程序的情况下——仍知之甚少。在此，我们量化了两种不同多细胞真核生物的细胞邻域统计：实验室演化的“雪花”酵母和绿藻 $Volvox~carteri$。我们发现，尽管细胞组织存在巨大差异，两种生物中单个细胞相关的自由空间都紧密符合修正的 gamma 分布，与最初为颗粒材料发展的最大熵预测一致。这种“熵”细胞堆积在噪声下确保了一定程度的可预测性，即使在缺乏发育调控时也促进了亲代-子代保真度。结合对多种生长形态的模拟，这些结果表明 gamma 分布的细胞邻域大小是多细胞性的一个普遍特征，源于保守的细胞堆积统计。