فیلم بیشتر »»
کد خبر ۱۱۰۸۷۷۱
تاریخ انتشار: ۱۰:۲۷ - ۰۸-۰۸-۱۴۰۴
کد ۱۱۰۸۷۷۱
انتشار: ۱۰:۲۷ - ۰۸-۰۸-۱۴۰۴

راز شکل‌گیری خال‌های پلنگ فاش شد(+عکس)

راز شکل‌گیری خال‌های پلنگ فاش شد(+عکس)
تیمی از محققان با الهام از کارهای پیشگامانه آلن تورینگ، ریاضی‌دان بریتانیایی، نظریه‌ای ساده، اما قدرتمند ارائه داده‌اند تا چگونگی تجمع سلول‌ها برای ساخت الگوهای طبیعی را توضیح دهند.

از خال‌های پلنگ گرفته تا خطوط روی بدن گورخر و نقش‌های پیچیده روی پوست ماهی‌ها، جهان حیوانات پر از الگوهای شگفت‌انگیز و منحصربه‌فرد است. این نقش‌ها نه‌تنها زیبایی بصری خارق‌العاده‌ای دارند، بلکه از دیدگاه زیست‌شناسی و فیزیک، معمایی پیچیده محسوب می‌شوند.

به گزارش روزیاتو، تیمی از محققان با الهام از کارهای پیشگامانه آلن تورینگ، ریاضی‌دان بریتانیایی، نظریه‌ای ساده، اما قدرتمند ارائه داده‌اند تا چگونگی تجمع سلول‌ها برای ساخت الگوهای طبیعی را توضیح دهند.

پژوهشگران با استفاده از مدل خود توانستند الگوهایی را در کامپیوتر شبیه‌سازی کنند که شباهتی چشمگیر با طرح‌های واقعی در طبیعت داشتند. نتیجه، گامی مهم در درک نحوه شکل‌گیری خطوط، خال‌ها و بافت‌های رنگی در بدن جانوران بود.

بر اساس این نظریه هنگام رشد موجودات زنده، بافت پوست موادی شیمیایی را تولید می‌کند که در سطح آن پخش می‌شوند. درست مانند زمانی که شیر را درون فنجان قهوه می‌ریزید و موج‌هایی سفید روی سطح قهوه پخش می‌شود.

برخی از این مواد شیمیایی سلول‌های تولیدکننده رنگدانه را فعال می‌کنند و موجب شکل‌گیری لکه‌ها یا نوارهای رنگی می‌شوند. در حالی که برخی دیگر، آن سلول‌ها را مهار کرده و فضاهای روشن بین آنها را پدید می‌آورند.

اما مشکل اینجا بود که شبیه‌سازی‌های اولیه، الگوهایی بیش از حد صاف و تکراری ایجاد می‌کردند، در حالی که الگوهای طبیعی، همواره دارای بی‌نظمی و نواقص ظریفی هستند که آنها را واقعی‌تر و طبیعی‌تر می‌کند.

بر اساس این نظریه هنگام رشد موجودات زنده، بافت پوست موادی شیمیایی را تولید می‌کند که در سطح آن پخش می‌شوند. درست مانند زمانی که شیر را درون فنجان قهوه می‌ریزید و موج‌هایی سفید روی سطح قهوه پخش می‌شود.

افزودن «نقص» به مدل برای نزدیک شدن به واقعیت

در ادامه، تیم تحقیقاتی فرضیه‌ای جدید به مدل افزود: سلول‌ها نه‌تنها با مواد شیمیایی تعامل دارند، بلکه از مکانیزمی به نام (diffusiophoresis) نیز بهره می‌برند، که به آنها اجازه می‌دهد ذرات دیگر را به سمت خود بکشند. با افزودن این عامل، الگوهای تولیدشده بسیار منظم‌تر شدند، اما این نظم بیش از حد نیز غیرواقعی بود. مثلاً هنگام بازسازی نقش‌های شش‌ضلعی روی پوست ماهی صندوقی تزئینی، همه شکل‌ها دقیقاً یکسان و بدون کوچک‌ترین ناهماهنگی بودند.

در نهایت، دانشمندان متوجه شدند که باید یک عنصر مهم دیگر را در نظر بگیرند. تفاوت اندازه سلول‌های در حال رشد. این تفاوت باعث می‌شود که بافت‌ها هنگام توسعه، شکستگی‌ها و ناصافی‌هایی داشته باشند و در نتیجه، الگوهای طبیعی‌تر و زنده‌تری ایجاد شود.

نتیجه نهایی شگفت‌انگیز بود. مدل جدید توانست لکه‌ها، خطوط و طرح‌هایی تولید کند که نه‌تنها از نظر ظاهری شبیه به نمونه‌های واقعی بودند، بلکه همان بی‌نظمی دل‌انگیز طبیعت را نیز بازتاب می‌دادند.

. مدل جدید توانست لکه‌ها، خطوط و طرح‌هایی تولید کند که نه‌تنها از نظر ظاهری شبیه به نمونه‌های واقعی بودند، بلکه همان بی‌نظمی دل‌انگیز طبیعت را نیز بازتاب می‌دادند.

به گفته آنکور گوپتا، محقق اصلی این مطالعه از دانشگاه کلرادو بولدر، انسان‌ها همواره از طبیعت الهام گرفته‌اند و این پژوهش نیز ادامه همین مسیر است. درک بهتر از چگونگی تعامل سلول‌ها و ایجاد الگوها می‌تواند راه را برای فناوری‌های نوین هموار کند؛ از طراحی مواد هوشمندی که می‌توانند بر اساس محیط رنگ خود را تغییر دهند (مانند پوست آفتاب‌پرست)، تا ساخت روش‌های دقیق‌تر برای رساندن دارو به نقاط خاص بدن.

ما از زیبایی ناقص سیستم‌های طبیعی الهام می‌گیریم و امیدواریم که بتوانیم از همین نقص‌ها برای خلق عملکردهای جدید و کاربردی در آینده استفاده کنیم.

ارسال به دوستان
captcha
چرا بعضی افراد هیچ‌وقت سرما نمی‌خورند؟ راز بدن کسانی که همیشه سالم می‌مانند چرا برخی افراد بیشتر در معرض خطر اعتیاد هستند؟ کمک هوش مصنوعی به اتاق‌های خبر آموزش زبان انگلیسی به سبک عصر ایران / درس صد و هشت فروپاشی یک جریان اقیانوسی حیاتی؛ چرا این پدیده فاجعه‌بار است؟ جزئیات قتل قهرمان مچ اندازی/ وکیل قاتل: آن زن مهدورالدم بود مستانه مهاجر و دخترش نفس بازغی در قاب دونفره؛ «من عاشق این شهرم باهات» (+عکس) دانشگاه هرمزگان: کلاس‌های کارشناسی تا اطلاع ثانوی مجازی شد این معمای ریاضی فرمول پیچیده ای ندارد؛ می توانید قانون آن را کشف کنید؟ (+پاسخ) زن سوئدی و کودکان روستایی در جنوب ایران در دوران احمدشاه (عکس) معماری دیدنی ساختمان جدید نظام مهندسی یزد علی نصری: با کشته شدن چند سرباز یا تورم ۵ درصدی، ایالات متحده فرونمی‌پاشد / آنچه جلوی به زانو درآمدن کشور را گرفت نه قدرت نظامی که حضور مردم در هفته های آغازین جنگ بود چرا بسیاری از خودروهای مدرن کاور پلاستیکی موتور دارند؟ تکنولوژی جدیدی که بو را از اینترنت عبور می‌دهد آزادسازی ۵۲۰ هکتار از زمین های سرخ چشمه در شهرستان دماوند