Как физика рисует узоры на животных

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Полосы тигра, пятна жирафа, шестиугольники коробчатой рыбы — все эти узоры на коже или шерсти животных завораживают своей красотой и разнообразием. Однако они не только украшают животных, но и выполняют разные функции, например, помогают замаскироваться от хищников или привлечь внимание партнеров. Но как эти узоры возникают и формируются? Какие гены и механизмы отвечают за их создание?

Автор: Bing image creator

Долгое время ученые пытались найти ответ на этот вопрос, изучая генетику и эволюцию животных. Однако гены не могут объяснить все детали и особенности узоров. Например, почему у зебры полосы, а у лошади нет? Почему у коробчатой рыбы такие четкие и сложные шестиугольные узоры? Почему у некоторых животных узоры меняются с возрастом или окружением?

Недавно группа исследователей из Университета Колорадо в Боулдере предложила новую теорию, которая может помочь разгадать эту загадку. Они утверждают, что за формирование узоров отвечает не только генетика, но и физика. А именно, процесс, называемый диффузиофорезом. Это явление, когда молекула в жидкости движется под влиянием изменения концентрации других молекул. Это также приводит к тому, что другие молекулы ускоряются. Мы можем наблюдать этот процесс, когда мы стираем белье. Без диффузиофореза мыло не могло бы вытягивать грязь из ткани.

Автор: Bing image creator

Исследователи проверили свою теорию на примере коробчатой рыбы, которая имеет очень четкий и сложный узор из фиолетовых и черных шестиугольников. Они использовали математическую модель, разработанную Аланом Тьюрингом в 1950-х годах. Тьюринг был одним из первых, кто предположил, что узоры на животных могут быть результатом химической реакции и диффузии. Он представил, что в развивающихся тканях появляются специальные химические вещества, которые распространяются по ткани. Некоторые из этих веществ активируют образование пигмента, создавая пятна. Другие же подавляют эту активность, создавая пространство между пятнами.

Однако модель Тьюринга не может дать ответ на то, почему узоры имеют такую четкость и регулярность. Когда мы смешиваем молоко и кофе, они перемешиваются с размытыми границами. Когда же исследователь Алессио посетил аквариум в Сан-Диего, он был поражен тем, как резко выделяются узоры коробчатой рыбы: фиолетовая точка, окруженная желтым шестиугольником с толстой черной полосой между ними.

Исследователи предположили, что когда химические вещества диффундируют по ткани, как описал Тьюринг, они также влияют на движение клеток, которые производят пигмент, через диффузиофорез. Эти клетки собираются в определенных местах, формируя пятна и полосы с более четкими границами.

Автор: Bing image creator

Это открытие может иметь большое значение не только для понимания происхождения узоров на животных, но и для других биологических процессов, связанных с развитием и регенерацией тканей, таких как рост волос, образование зубов и восстановление органов. Кроме того, это может способствовать созданию новых материалов с желаемыми свойствами с помощью физических и химических принципов.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Acer Nitro OMR506 — обзор игровой беспроводной мышки с подключениями по радиоканалу, Bluetooth и USB

Сегодня на обзоре новая модель беспроводной игровой мышки OMR506 от компании Acer. У данной модели, как и положено в 2026 году, помимо уже стандартного для подключения «по воздуху» Bluetooth, есть...

Pioneer CT-A9: как микропроцессор настраивал деку под любую кассету за 10 секунд

Толщина рабочего магнитного слоя на стандартной компакт-кассете составляет от 3 до 5 мкм — это тоньше человеческого волоса примерно в 15 раз. Любое микроскопическое отклонение в...

Как долго мы вообще можем жить? Новая оценка дает почти 200 лет, но в реальности всё сложнее

Официальный мировой рекорд человеческой жизни установила француженка Жанна Кальман. Она родилась в 1875 году и ушла из жизни в 1997 году. По документам ее возраст составил 122 года и 164 дня. Этот...

Земля — не космическая случайность: новое моделирование доказало неизбежность появления нашей планеты

Вопрос о том, как именно сформировалась наша планетная система, долго оставался предметом научных споров. Главная неопределенность заключалась в следующем: является ли Земля редким результатом...

«Больше это не ем»: главные причины, почему кошка воротит нос от открытого корма

Почти каждый владелец кота или кошки сталкивался с такой ситуацией: только что купленный пакет сухого корма или свежий пауч вызывают у кошки бурный восторг, но уже через неделю-две питомец начинает...

Обзор наушников HAYLOU Flowbuds N55: LDAC, шумоподавление и приятный звук за $23

Беспроводные наушники HAYLOU Flowbuds N55 это настоящий волк в овечьей шкуре. За 23 бакса вы получаете приятные ушки от известного бренда с крупным 12,4-мм драйвером, хорошим сбалансированным...