我们吃的西瓜为什么它的表面有一层层的花纹，这是什么原因？
这个问题其实非常非常大……不过生物就是这样，小朋友不小心提一个问题搞不好就是未解的难题……所以我估计这个答案暂时不太容易解释给小朋友听。
西瓜
应该说人们并不确切清楚答案。与此相关的领域是系统生物学如今非常活跃的一个研究领域——斑图形成（Pattern Formation）。顺带一提，另一个关于西瓜的问题与另一个系统生物学非常活跃的领域有关——生长控制（Growth Control）。如果说前者我们还有些假说，那么后者几乎还是一个谜。
具体到西瓜皮上的斑图，我不清楚有没有具体的研究。但是至少到现在，此类斑图我们有一些假说。首先一个非常流行的基本假说是成形素（morphogen）。
这个机制需要有一部分细胞分泌成形素并且形成梯度，而细胞对这个信号的响应有一个阈值。在这种机制下，我们可以得到一个自动缩放的斑图——如果系统的大小变化，斑图的大小也会跟着变化。但这个假说有很多容易令人疑惑的部分——有些系统成形素是什么并不明确；某部分细胞怎么知道自己是要分泌成形素的“领导”；要命的是，因为细胞表面受体饱和的问题，领导们也很难控制分泌成形素的量来控制分界线的位置；而最要命的是，如果有噪声，我们根本看不到这么明显的边界。
西瓜
另一个可能的机制是由图灵提出来的——图灵斑图（Turing Pattern）。在这个机制中，我们需要两种成形素：一种促进剂，促进两种成形素的产生；另一种是抑制剂，能够分解促进剂。如果抑制剂的扩散速度比促进剂快，那么两种成形素会无法和平地共处（术语：发生图灵分岔导致空间均匀态失稳），而在空间中形成周期性的斑纹——就像是斑马纹或者西瓜的纹路，事实上图灵一开始也是为了解释斑马纹而提出的这个模型。
这两个机制结合起来似乎可以作为很多斑纹形成的假说，但事实是不是如此其实我们并不太清楚。因为生物中的斑纹还需要控制好噪声，需要能够根据个体大小自动调节斑纹的尺寸（或者维持尺寸不变）等等。如果要满足需要的种种要求，有可能会需要一个非常复杂的通路，而我们既不清楚控制斑纹形成的全部通路，也不知道怎样的通路结构可以给我们怎样的斑纹。
西瓜
