Co ma wspólnego geniusz matematyki z jaszczurkami? Otóż całkiem wiele
Alan Turing - nazywany nie bez przesady ojcem współczesnej informatyki - pewnego razu postanowił zabawić się intelektualnie i przewidzieć występowanie kolorów na łuskach jaszczurek. I wiecie co? Właśnie okazało się, że mu się udało.
Ponad siedemdziesiąt lat temu Alan Turing opracował dość prosty model matematyczny, który miał za zadanie przewidzieć, w jaki sposób wzory kolorów mogą się rozwinąć w łuskowatej skórze jaszczurki.
Genialny matematyk i jaszczurki
Model ten był znany w świecie naukowym. Co więcej wielu biologów, którzy koniec końców mają więcej do powiedzenia na temat jaszczurek niż matematyk, odrzuciło jego model jako zbyt prosty. Twierdzili, że aby móc uchwycić wszystkie skomplikowane procesy biologiczne zaangażowane w taki powstanie wzorów na jaszczurczej skórze.
Jednak jak się właśnie okazało Michel Milinkovitch z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii razem ze swoim zespołem odkrył, że Alan Turing miał rację i jego model rzeczywiście nadaje się do przewidywania wyglądu ubarwienia jaszczurek perłowych (Timon lepidus).
Czytaj więcej nt. niezwykłych postaci świata nauki:
Jaszczurki perłowe mają zielone lub czarne łuski. Naukowcy wykorzystali równania matematyczne modelu Turinga aby przewidzieć, w jaki sposób komórki w tych łuskach wpływają na ich kolor oraz ubarwienie innych, sąsiednich łusek na drodze reakcji chemicznych.
Wcześniej zastosowali podobne podejście, aby sprawdzić, czy fakt, że łuska zmienia kolor w miarę dojrzewania jaszczurki zależy od odcieni sąsiednich łusek. Okazało się, że np. odcień zieleni łuski, która sąsiaduje z innymi sześcioma ma zmniejszoną zawartość pigmentu czerni i jednocześnie zwiększoną ilość pigmentu zieleni w porównaniu z łuskami, które mają jedynie dwójkę zielonych sąsiadów i które mają bardziej ciemny, czyli zbliżony do czerni, kolor.
Turing policzył to, czego nie widać gołym okiem
Takie zmiany odcieni na skórze jaszczurek są tak subtelne, że są niewidoczne gołym okiem. Ale Milinkovitch i jego zespół wykorzystali specjalny aparat zdolny do rejestracji bardzo dużej liczbę odcieni. Okazało się, że przewidywana przez model Turinga zmienność kolorów odpowiadała również rzeczywistemu rozkładowi pigmentu w łuskach, co potwierdzono w badaniach chirurgicznych.
Andrew Krause z Uniwersytetu w Durham w Wielkiej Brytanii twierdzi, że nawet sam Turing uważał, że jego model jest uproszczeniem i idealizacją, ponieważ nie sposób uwzględnić wszystkich szczegółów biologicznych, takich jak horrendalnie wielka złożoność sygnalizacji genetycznej.
Co najbardziej znaczące - na podstawie modelu Turinga można stworzyć nowy i bardziej skomplikowany, dzięki któremu będzie można przewidzieć układ wzorów w łuskach jaszczurek jeszcze dokładniej. Jak mówi naukowiec, taki model można uczynić jeszcze doskonalszym, dodając do niego pewne założenia dotyczące tego, jak komórki w łuskach oddziałują ze sobą mechanicznie, a nie tylko chemicznie.
