Как окрасить ящерицу: От биологии до математики

Мультидисциплинарная команда биологов, программистов и физиков ведет Мишелем Милинковичем, учитель в Отделе Эволюции и Генетики Отделения естественных наук UNIGE, Швейцария и Фаворита Группы в РОДСТВЕННОМ швейцарском Университете Биоинформатики, осознал, что коричневая юная ocellated ящерица (Тимон lepidus) неспешно преобразовывает собственный цвет кожи, потому, что это стареет, дабы достигнуть запутанного взрослого лабиринтообразного примера, где любой масштаб либо зеленый либо тёмный. Это наблюдение в необычном с механизмом, найденным в 1952 математиком Аланом Тьюрингом, что включает микроскопические сотрудничества среди цветных клеток. Чтобы выяснить, из-за чего пример формируется на уровне весов, а не на уровне биологических клеток, два студента врача философии, Лиана Мэнукьян и Софи Монтэндон, следовали за отдельными ящерицами в течение 4 лет их развития от только что вылупившихся птенцов, ползающих из яйца всецело зрелым животным.

Для многократных моментов времени они вернули цвет и геометрию сети весов при помощи высокого разрешения автоматизированная совокупность, созданная ранее в лаборатории Милинковича.Щелкание от зеленого до черногоИсследователи были тогда поражены видеть, что коричневые юные весы изменяются на зеленый либо черный цвет, после этого щёлкают цветом (между зеленым и черным цветом) на протяжении судьбы животного.

Это весьма необычное наблюдение побудило Milinkovitch предполагать, что сеть масштаба кожи формирует так называемый ‘клеточный автомат’. Эта тайная вычислительная совокупность была изобретена в 1948 математиком Джоном фон Нейманом. Клеточные автоматы – решетки элементов, в которых любой элемент изменяет собственный государство (тут, собственный цвет, зеленый либо тёмный) в зависимости от стран соседних элементов.

Элементы именуют клетками, но не предназначают, дабы воображать биологические клетки; при ящериц они соответствуют отдельным весам кожи. Эти абстрактные автоматы экстенсивно привыкли к образцовым природным явлениям, но команда UNIGE нашла то, что, думается, первый случай настоящего 2D автомата, появляющегося в живом организме.

Изучения четырех лет цветного трансформации разрешили швейцарским исследователям подтверждать догадку Милинковича: весы вправду щелкали цветом в зависимости от цветов их соседних весов. Компьютерные моделирования, осуществляющие найденное математическое правило, произвели цветные узоры, каковые не было возможности отличить от образцов настоящих ящериц.Как мог сотрудничества среди клеток пигмента, обрисованных уравнениями Тьюринга, произвести автомат фон Неймана, совершенно верно суперизложенный к весам кожи? Кожа ящерицы не плоская: это весьма узкое между весами и намного более толстое в центре их.

Учитывая, что механизм Тьюринга включает перемещения клеток либо распространение сигналов, произведенных клетками, Милинкович осознал, что это изменение толщины кожи имело возможность оказать влияние на механизме Тьюринга. Исследователи тогда выполнили компьютерные моделирования включая толщину кожи и видели, что клеточное поведение автомата показалось, демонстрируя, что Клеточный Автомат как вычислительная совокупность не просто абстрактное понятие, созданное Джоном фон Нейманом, вместе с тем и соответствует естественному процессу, произведенному биологической эволюцией.Потребность в формальном матанализе

Но поведение автомата было несовершенно, потому, что математика сзади автомата и механизма Тьюринга фон Неймана весьма отличается. Милинкович призвал математика Станислава Смирнова, доктора наук в UNIGE, что был награжден Медалью Областей в 2010.

В скором будущем Смирнов взял так именуемую дискретизацию уравнений Тьюринга, каковые составят формальную сообщение с автоматом фон Неймана. Анамариджа Фофонджка, третий студент врача философии в команде Милинковича осуществил Смирнова новые уравнения в компьютерных моделированиях, взяв совокупность, которая стала недифференцируемой от автомата фон Неймана.

Весьма мультидисциплинарная команда исследователей замкнула круг в данной необычной поездке от биологии до физики к математике… и назад к биологии.

10 комментариев к “Как окрасить ящерицу: От биологии до математики”

  1. Отсутствие максимума для размера пенсии в Суоми закреплено конституцией. Сколько заработаете все ваше. Пенсия зависит, как и везде, от стажа, характера деятельности и размера зарплаты. Кроме того есть гарантированный для всех минимум (€550). Государство доплатит вам, если «рабочая пенсия» будет меньше этой суммы. Минимальные пенсии в Финляндии у немногих пенсионеров. Размер средней пенсии у мужчин – €1530, у женщин – €1200. Вполне достаточно для сытой жизни.

  2. Виноградова Татьяна

    Меркель и Макрон ржут над Петей, как над шутом гороховым, пока тот рассказывает, как сдерживает агрессора газовой трубой.

Оставьте комментарий