الرياضيات والنمر

 الرياضيات والنمر 

كيف حصل النمر توجهاتها

رياضيات تشكيل نمط

كنت قد أعرب عن تقديره للجمال النمر، ولكن هل تساءلت يوما حيث تأتي توجهاتها من؟ ما قد يفاجئك هو أن الرياضيات هي وراء تشكيل خطوط النمر وأن نمط شريط لها وحتى تحكمها مجموعة من المعادلات! ما هو أكثر إثارة للدهشة هو أن واحدا من علماء الرياضيات الأولى لتطوير هذه النظرية كان آلان تورنج، الذي هو المعروف لكسر لغز الرمز النازي أثناء الحرب العالمية الثانية عمله. ينطبق نظرية حجر الأساس تورينج الان لمجموعة واسعة من الحيوانات مع مخطط ومتقطعا المعاطف وكذلك النقوش على العديد من الأشياء الطبيعية الأخرى مثل أوراق الشجر وقذائف.

أصبح ألان تورينج أول المهتمين في أنماط على المعاطف الحيوان عند مراقبة الأبقار الفريزيان التي لديها نمط الأبيض والأسود المميز للبقع. في هذه الأيام البيولوجيا الرياضية هي منطقة شعبية البحوث ومهمة، في حين كان آلان تورنج شركة رائدة في هذا المجال الجديد من الأبحاث.

تساءل آلان تورنج لماذا بقرة حلوب لديها مثل هذه الأنماط المميزة

ما اقترحه تورينج هو أن هناك اثنين من المواد الكيميائية التي تتفاعل داخل الجنين من حيوان. لم تورينج لا تعرف ما هي هذه المواد الكيميائية، لذلك سماها لهم morphogens واقترح أن تفاعلها مع بعضها البعض، وتنتشر من خلال الجنين وفقا لنظام "معادلات تفاعل نشرها." تنشيط واحدة محدثة التخلق لون شريط ومحدثة التخلق أخرى تحول دون لون الشريط. حيث أن هذه المواد الكيميائية يبث في والجنين، فإن نمط شريط النموذج. وإذا كانت هناك مجموعتان من هذه التفاعلات التي تحدث بعد ذلك أنماط متقطعا ستشكل بدلا من ذلك. إذا كان الجنين صغير جدا عندما التفاعلات التي تحدث بعد ذلك نمط ستنتج بقع كبيرة كما هو الحال في بقرة حلوب الفريزيان.

عندما نشرت تورينج ورقته في عام 1952 بعنوان "الأساس الكيميائي للالتشكل" كان ورقة النظرية تماما - قد تورينج يتم تنفيذ أي تجارب على الحيوانات، وكان مجرد نظرية رياضية مذهلة.

ما لا يصدق هو أن علماء الأحياء بدأت الآن لإثبات الواقع نظرية تورينج من خلال معرفة ما هي morphogens غامضة. وقد نظر الباحثون في التلال في سقف الفم الفأر وجدت أن يتم إنشاؤها باستخدام تشكيل نمط الذي وصفه تورينج. كان الباحثون أيضا قادرة على التعرف على المواد الكيميائية الفعلية في العمل وما هو أكثر إثارة هو أنهم يعتقدون أنها قد تكون قادرة على استخدام هذه المعرفة لتحسين الطب التجديدي في المستقبل ..