Удивительная природа. Математики нашли очень странную связь между полосками зебры и сперматозоидами
Математики Гермес Блумфилд-Гаделха и его аспирант Джеймс Касс провели неожиданное исследование. В ходе своей работы они обнаружили, что между полосками на теле зебры и хвостами сперматозоидов существует связь.
Выводы ученых опубликованы в журнале Nature Communications. За основу математики взяли идею Алан Тьюринга о том, что в природе возникают волнистые или пятнистые узоры. Знаменитый исследователь описал реакционно-диффузионные системы, в которых биологические узоры могут возникать в результате реакции молекул, перемещающихся в пространстве.
Ученые создали модель, чтобы описать вращательное движение хвоста сперматозоида — жгутика. Как выяснилось, «динамика реакции-диффузии хорошо объясняет наблюдаемые модели жгутикового биения». Колебания были аналогичны тем, которые зафиксированы в химических системах.
Биение жгутика начинается с молекулярных моторов у его основания. А далее оно волнами распространяется по висячей структуре. Именно этот процесс и смоделировали с помощью динамики реакции-диффузии. В результате оказалось, что движения создают полозообразные узоры. Они очень похожи на черно-белый окрас зебр.
«Мы показали, что этому математическому „рецепту“ следуют два очень далеких вида — сперматозоид быка и Chlamydomonas, зеленой водоросли, которая используется в качестве модельного организма во всей науке, — что говорит о том, что природа воспроизводит подобные решения», — подытожил Блумфилд-Гаделха.
