71年前にアラン・チューリングによって最初に提案された数学モデルが、ついに確認されたかもしれない。
チューリングはイギリスの数学者で、1952年に彼は、自然界では 2 つの均質な物質間の化学反応によってパターンが生じると示唆しました。彼は、英国のマンチェスター大学で勤務中に執筆した唯一の出版された論文の中でそれについて説明しました。これらのパターンは、シマウマの白と黒の縞模様からサボテンの尾根に至るまで、多くの種類の動植物に見られます。
去年の夏、学生のブレンダン・ダキーノボストンのノースイースタン大学コンピューターサイエンス学部出身の彼は、夏のインターンシップ中に、ジョージア工科大学の物理学教授フラビオ・フェントンとともにチューリングの理論をテストしました。彼らはその発見をアメリカ物理学会に発表しました。この作品はまだレビューされていません。
研究の一環として、科学者たちは一様に、彼らは、チアシードを異なる植え付け方法を使用して 8 つの別々のトレイに分配し、毎日水を与えました。また、水の量を変化させて、3 つの異なる成長パラメータを種子に適用しました。あとは自然に任せます。 1週間以内に、彼らは、植物や動物の毛皮など、自然環境で見られるものを彷彿とさせる模様の出現に気づき始めました。それらの生成と強度は、水の量とその蒸発によって影響を受けました。
彼らが観察したものは、研究者らがチューリングのモデルを使用して作成したコンピューターシミュレーションに似ていましたが、植物を使用していました。
科学者たちは今、特定のことを発見しています自然界の視覚パターンを説明する生物学的システム内の化学物質と信号。実験室と対応する数学の両方で化学物質の量を変えることにより、チューリングの理論が正しいことを示しました。
数理生態学者でミシシッピ大学の研究者であるナターシャ・エリソンは、この実験には関与していませんでした。
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表紙: チューリングの水ベースのモデルでチアシードがどのように成長するかを示す実験 (上段) とコンピューター シミュレーション (下段) の比較
画像提供：ブレンダン・ダキーノ氏とフラビオ・フェントン氏