Ερευνητές έλυσαν μυστήριο 350 ετών ανακαλύπτοντας νέο νόμο της φύσης

Σύνταξη: ecozen.gr

Επιστήμονες έλυσαν μια απορία που απασχόλησε την επιστημονική κοινότητα για τουλάχιστον 350 χρόνια και ταυτόχρονα ανακάλυψαν ένα νέο νόμο της φύσης που έχει σχέση με τη βιολογική ανάπτυξη κοφτερών δομών, όχι μόνο στα δόντια των ζώων, αλλά ακόμα και σε αγκάθια των φυτών.

Πράγματι πρόκειται για το κομμάτι του παζλ, που έλειπε για να εξηγήσουν το πώς τα μυτερά μέρη του σώματος πολλών ζώων μεγαλώνουν για να σχηματίσουν το σχήμα τους – συμπεριλαμβανομένων των δοντιών, των κέρατων, των νυχιών, των ραμφών, των κελυφών των ζώων, ακόμη και των αγκαθιών που διαθέτουν πολλά φυτά.

Μια διεπιστημονική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Monash ανακάλυψε έναν νέο παγκόσμιο κανόνα βιολογικής ανάπτυξης που εξηγεί τις εκπληκτικές ομοιότητες στα σχήματα των αιχμηρών δομών στο “δέντρο της ζωής”.

Η χρυσή αναλογία

Τα ζώα και τα φυτά αναπτύσσονται συχνά σε συγκεκριμένα μοτίβα, όπως για παράδειγμα οι λογαριθμικές σπείρες που ακολουθούν τη χρυσή αναλογία (=1,61803398…)

Υπάρχουν πολύ απλές διαδικασίες που δημιουργούν αυτά τα μοτίβα.

Να σημειωθεί ότι μια λογαριθμική σπείρα παράγεται όταν η μία πλευρά μιας δομής μεγαλώνει ταχύτερα από την άλλη, αλλά σε σταθερή αναλογία. Έτσι, ονομάζοντας και εντοπίζοντας τέτοιους “κανόνες ανάπτυξης”, μπορούμε να κατανοήσουμε γιατί οι οργανισμοί έχουν συγκεκριμένα σχήματα.

“Power cascade”

Στη νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο BMC Biology, η ερευνητική ομάδα καταδεικνύει έναν νέο κανόνα που ονομάζεται «power cascade» (κώνος ισχύος) με βάση το πώς το σχήμα «πέφτει» προς τα κάτω σε ένα δόντι ακολουθώντας ένα νόμο της φύσης.

Όταν ένας χαυλιόδοντας ενός ελέφαντα μεγαλώνει, μεγαλώνει με πολύ συγκεκριμένο ρυθμό, ακολουθώντας έναν «νόμο της φύσης» – ένα μαθηματικό μοτίβο στο οποίο υπάρχει μια ξεκάθαρη σχέση μεταξύ του λογάριθμου του πλάτους και του μήκους του δοντιού.

Φυσικοί νόμοι ισχύουν παντού, και διέπουν για παράδειγμα τα μεγέθη των σεισμών, τα μεγέθη των πόλεων και την κίνηση του χρηματιστηρίου.

Από τον τυραννόσαυρο μέχρι τον άνθρωπο

Το συγκεκριμένο μοτίβο ισχύει σε πολλά ζώα, από τα δόντια των γιγαντιαίων καρχαριών, του τυραννόσαυρου rex, των μαμούθ και ακόμη και των ανθρώπων.

Είναι αξιοσημείωτο ότι αυτός ο νόμος λειτουργεί για νύχια, οπλές, κέρατα, κυνόδοντες αράχνης, κελύφη σαλιγκαριών, κέρατα και τα ράμφη θηλαστικών, πουλιών και δεινοσαύρων. Πέρα από τα ζώα, η ομάδα το παρατήρησε επίσης στα αγκάθια του τριαντάφυλλου και της λεμονιάς.

Ο αναπληρωτής καθηγητής Alistair Evans στη Σχολή Βιολογικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο Monash που ηγήθηκε της ερευνητικής ομάδας, ανέφερε χαρακτηριστικά, “Η ποικιλομορφία των ζώων, ακόμη και των φυτών, που ακολουθούν αυτόν τον κανόνα είναι εκπληκτική”.

“Ήμασταν αρκετά σοκαρισμένοι που το βρήκαμε σχεδόν παντού… σε ζωντανά ζώα και σε αυτά που εξαφανίστηκαν εδώ και εκατομμύρια χρόνια”, σημείωσε.

Ενώ, στο παρακάτω βίντεο που ανέβασε ο ίδιος στο youtube, φαίνονται στα δεξιά ορισμένες προσομοιώσεις για το πως μοιάζουν τα δόντια σε ορισμένα όντα, βασιζόμενες στον κανόνα του κώνου ισχύος. Στο κέντρο βρίσκεται το πραγματικό δόντι.

Στα βήματα του Sir Christopher Wren

Το νέο μοτίβο επεκτείνεται βασιζόμενο στις ιδέες του αναλυτή, φυσικού και μαθηματικού πολυμάθη Sir Christopher Wren, του σχεδιαστή του καθεδρικού ναού του Αγίου Παύλου του Λονδίνου.

Το 1659, ο Wren πρότεινε ότι ένα κέλυφος σαλιγκαριού θα μπορούσε να είναι ένας κώνος που στρίβεται για να είναι μια λογαριθμική σπείρα. Η νέα μελέτη δείχνει ότι τα κελύφη και άλλα σχήματα όπως τα δόντια και τα κέρατα είναι στην πραγματικότητα το σχήμα ενός “καταρράκτη ισχύος” -που ονομάζεται «κώνος ισχύος»).

«Αυτός ο νέος κανόνας είναι το εναπομείναν κομμάτι ενός παζλ 350 ετών για το πώς μεγαλώνουν τα ζώα και τα μέρη τους», δήλωσε ο Αναπληρωτής Καθηγητής Evans.

Πώς μοιάζουν τα μυθικά ζώα αν ακολουθούν κανόνες της φύσης

«Επειδή τόσες πολλές δομές ακολουθούν αυτό το μοτίβο ανάπτυξης, μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να προβλέψουμε το πιθανό μοτίβο εξέλιξης. Κάθε φορά που τα ζώα εξελίσσουν δόντια, κέρατα ή νύχια, φαίνεται πολύ πιθανό ότι θα έχουν αυτό το σχήμα. Μας επιτρέπει ακόμη και να προβλέψουμε πώς θα μοιάζουν τα μυθικά ζώα αν ακολουθούν τα ίδια μοτίβα της φύσης”, τόνισε ο καθηγητής.

Ενώ, κατέληξε χαρακτηριστικά, «Τώρα μπορούμε να γνωρίζουμε πώς θα μοιάζουν οι δράκοι από το Game of Thrones και τα φανταστικά θηρία του Χάρι Πότερ».

Πηγή: scitechdaily.com