Ein mathematisches Modell, das erstmals vor 71 Jahren von Alan Turing vorgeschlagen wurde, könnte endlich bestätigt worden sein.
Turing war ein britischer Mathematiker, der 1952Er vermutete, dass Muster in der Natur durch eine chemische Reaktion zwischen zwei homogenen Substanzen entstehen. Er beschrieb es in seinem einzigen veröffentlichten Artikel, den er während seiner Arbeit an der Universität Manchester, Großbritannien, verfasste. Diese Muster sind bei vielen Pflanzen- und Tierarten zu sehen, von den schwarzen und weißen Streifen eines Zebras bis zu den Graten von Kakteen.
Letzten Sommer, Brendan D'Aquino, ein Studentvon der Informatikabteilung der Northeastern University in Boston, testete Turings Theorie während eines Sommerpraktikums mit Flavio Fenton, einem Professor für Physik an der Georgia Tech. Sie präsentierten ihre Ergebnisse der American Physical Society. Die Arbeit wurde noch nicht rezensiert.
Im Rahmen der Studie stimmen Wissenschaftler einheitlich übereinverteilte die Chiasamen mit unterschiedlichen Pflanzmethoden auf acht separate Schalen und bewässerte sie täglich. Außerdem wendeten sie drei verschiedene Wachstumsparameter auf die Samen an und variierten die Wassermenge. Dann lassen sie die Natur den Rest erledigen. Innerhalb einer Woche bemerkten sie das Auftreten von Mustern, die denen in der natürlichen Umgebung ähnelten, beispielsweise Vegetationsfeldern oder Tierfellen. Ihre Entstehung und Intensität wurde durch die Wassermenge und deren Verdunstung beeinflusst.
Was sie beobachteten, ähnelte einer Computersimulation, die die Forscher mit Turings Modell erstellt hatten, allerdings unter Verwendung von Vegetation.
Wissenschaftler finden erst jetzt GewissheitChemikalien und Signale in biologischen Systemen, die visuelle Muster in der Natur erklären. Durch Variation der Chemikalienmenge sowohl im Labor als auch in der entsprechenden Mathematik haben wir gezeigt, dass Turings Theorie richtig ist.
Natasha Ellison, eine mathematische Ökologin und Forscherin an der University of Mississippi, war an dem Experiment nicht beteiligt.
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Titelseite: Experimente, die zeigen, wie Chiasamen (obere Reihe) in Turings wasserbasiertem Modell wachsen, im Vergleich zu Computersimulationen (untere Reihe)
Bild mit freundlicher Genehmigung von Brendan D’Aquino und Flavio Fenton