Hayvanlar aleminin her yerinde lekeler ve çizgiler bulunabilir.
Afrika’nın savanlarından güney Avustralya’nın kıyı sularına kadar sayısız tür, kendine özgü işaretlere sahiptir.
Onlarca yıldır bilim insanları bu hayvanların kendilerine özgü desenlerini nasıl geliştirdiklerini çözmeye çalışıyorlar.
Şimdi, bunu yeni çözmüş olabilirler.
Matematikçi Alan Turing’in de aralarında bulunduğu önceki araştırmacıların çalışmalarından yola çıkan bir ekip, hücrelerin kalıplar oluşturmak için nasıl bir araya geldiğini açıklayabilecek ‘basit bir fikir’ önerdi.
Dergide ‘Kusurlar doğanın her yerindedir’ diye yazdılar Konu.
‘Çalışmamız idealleştirilmiş modeller ile gerçek sistemlerin dağınık güzelliği arasındaki boşluğu dolduruyor.’
Modellerini kullanarak, doğada görünenlere çarpıcı biçimde benzeyen desenlerin gelişimini simüle etmeyi başardılar ve sonunda işaretlerin nasıl oluştuğunun arkasındaki kodu çözdüler.
Uzmanlar, balıklardaki süslü kutu balıklarındaki altıgen işaretler gibi doğal desenleri incelediler ve bunları çalışmaları için yeniden yaratmaya çalıştılar.
Ekip, kusurların doğada ‘her yerde’ olduğunu ve lekelerin ve şeritlerin nadiren tekdüze olduğunu ekledi (dosya resmi)
Matematikçi Alan Turing’in de aralarında bulunduğu önceki araştırmacıların çalışmalarından yola çıkan bir ekip, hücrelerin zebraların ünlü şeritleri gibi desenler oluşturmak üzere nasıl bir araya geldiğini açıklayabilecek ‘basit bir fikir’ önerdi (dosya resmi)
Ekip, ilk olarak Turing tarafından öne sürülen ve cilt dokusu geliştikçe sisteme yayılan kimyasallar ürettiğini öne süren bir teoriyle işe başladı; kahveye süt dökmeye benzer şekilde.
Bu kimyasallardan bazıları pigment üreten hücreleri aktive ederek lekeler veya şeritler oluştururken, diğer kimyasallar bu hücreleri engelleyerek arada boşluklar yaratır.
Ancak bu teoriyi kullanan bilgisayar simülasyonları, doğal dünyada bulunanlardan daha bulanık noktalar üretti.
Daha sonra teoriye başka bir katman daha eklediler; hücreler, diğer parçacıkları kendileriyle birlikte ‘çekmek’ için difüzyonoforez adı verilen bir mekanizma kullanırlar.
Süslü kutu balıklarında bulunan altıgen desenleri yeniden yaratma girişimleri, bu ekstra ‘kuralın’ çok mükemmel sonuçlar yarattığını gösterdi; tüm altıgenler aynı boyut ve şekildeydi ve aralarındaki boşluk da aynıydı.
Buldukları bulmacanın son parçası, gelişmekte olan hücrelerin farklı boyutlarda olması, yani hareket ettiklerinde kusurlu desenler ve dokular üretmeleri gerçeğinde yatmaktadır.
Son simülasyonları, doğada bulunanlara çok daha fazla benzeyen kırılmalar ve grenli dokular gösterdi.
‘Doğal desenleri çarpıcı bir benzerlikle kopyalayabiliyoruz’ diye yazdılar.
Ekip, pigment hücrelerinin farklı desenler oluşturmak üzere ayrılmadan önce nasıl bir araya gelmeye başladığını (resimde gösterildiği gibi) ortaya koyuyor
Burada, hücreler hareket ettikçe ve diğer parçacıkları da kendileriyle birlikte ‘çekerken’ difüziyoforez süreci devam ediyor görülebilir.
Nihai sonucun doğada görünenlere “çarpıcı” bir şekilde benzeyen bir model olduğu sonucuna vardılar.
Boulder’daki Colorado Üniversitesi’nden baş araştırmacı Ankur Gupta, insanların her zaman doğadan ilham aldığını söyledi.
Desen oluşturan hücrelerin nasıl bir araya geldiğini anlamak, mühendislerin, tıpkı bir bukalemunun derisine benzer şekilde, çevreye bağlı olarak renk değiştirebilecek malzemeler tasarlamasına yardımcı olabilir.
Ayrıca ilacın vücudun belirli bir kısmına iletilmesi için etkili yaklaşımların tasarlanmasına da yardımcı olabilir.
‘Doğal sistemin kusurlu güzelliğinden ilham alıyoruz ve bu kusurları gelecekte yeni işlevsellik türleri için kullanmayı umuyoruz’ dedi.