凤凰娱乐凤凰娱乐注册门户网站
BIO1000.COM

Codebreaker图灵的理论解释了鲨鱼鳞片是如何形成图案的

根据一项新的研究,60多年前第二次世界大战的密码破译者艾伦·图灵提出的系统可以解释鲨鱼所具有的牙齿状鳞片的模式。谢菲尔德大学动植物凤凰娱乐注册系的凤凰娱乐注册家们发现,图灵的反应扩散理论 - 被广泛认为是小鼠毛和鸡毛的图案化方法 - 也适用于鲨鱼鳞片。这些发现可以解释鲨鱼鳞片的模式如何演变以减少游泳时的阻力,从而在运动过程中节省能量。凤凰娱乐注册家认为,研究图案可以帮助设计新的鲨鱼灵感材料,以提高能量和运输效率。图灵,计算机的先生,提出了反应扩散系统,该系统于1952年出版,即他去世前两年。他的方程描述了分子信号如何相互作用以形成复杂的模式。

在今天(2018年11月7日)发表在“凤凰娱乐注册进展”杂志上的论文中,研究人员将鲨鱼鳞片的图案与鸡毛的图案进行了比较。他们发现羽毛图案化的相同核心基因也是鲨鱼鳞片发展的基础,并表明这些基因可能参与其他不同脊椎动物皮肤结构(如刺和牙齿)的模式化。谢菲尔德大学以前现在佛罗里达大学的Gareth Fraser博士说:“我们开始研究小鸡以及它们如何发育它们的羽毛。我们发现这些非常好的基因表达系列可以模拟这些斑点最终出现的位置。我们认为也许鲨鱼做了类似的事情,我们在背面发现了两排,这开始了整个过程。

“我们与一位数学家合作,弄清楚这种模式是什么,以及我们是否可以对其进行建模。我们发现鲨鱼皮肤的细节是通过一组方程式精确构图的,Alan Turing--数学家,计算机凤凰娱乐注册家和代码破译者 - - 想出了。“这些方程描述了某些化学物质在动物发育过程中如何相互作用,我们发现这些方程解释了这些单位的模式。”

研究人员还展示了如何调整图灵系统的输入可以产生与今天鲨鱼和射线物种相似的不同尺度模式。他们认为图灵系统的自然变异可能使这些动物内部不同性状的进化成为可能,包括提供减阻和防御装甲。谢菲尔德大学博士生Rory Cooper说:“鲨鱼属于一个古老的脊椎动物群体,长期与大多数其他下颚脊椎动物分开。研究它们的发展让我们了解到脊椎动物进化过程中皮肤结构可能是什么样子。“我们希望了解控制这些多样化结构如何形成图案的发展过程,以及促进其各种功能的过程。”凤凰娱乐注册家们使用了一系列技术,包括反应 - 扩散模型来创建基于图灵方程的模拟,以证明他的系统可以解释鲨鱼比例模式,适当调整参数。

库珀先生补充道:“多年来,凤凰娱乐注册家和工程师一直在努力创造鲨鱼皮材料,以减少人员和车辆在运动过程中的阻力并提高效率。“我们的研究结果有助于我们了解鲨鱼鳞片是如何形成图案的,这对于实现减阻功能至关重要。因此,这项研究有助于我们了解这些减阻特性首先出现在鲨鱼中,以及它们如何在不同物种之间发生变化。“图案化是有助于实现某些鲨鱼物种减阻的一个重要方面。另一种是个体鳞片的形状。研究人员现在想要研究不同鲨鱼物种内部和之间形态变化的发育过程。“理解这些因素如何有助于减少阻力,将有望导致生产改进的,广泛适用的鲨鱼风格材料,能够减少阻力和节约能源,”Cooper先生补充道。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。