В поиске закономерностей
Взгляните на небо с облаками. Что видится вам? Корабль? Конек морской? Бабушка двоюродная? Человек часто находит узоры там, где их нет. Это всеобщее явление — апофения. Однако иногда рисунки реальны! Сакет Навлаха, ученый Колд-Спринг-Харбор (CSHL), как раз ищет такие.
Геометрия Вороного вокруг нас
Диаграммы Вороного — мощные геометрические структуры. Они дробят пространство на участки. У каждого — своя ключевая точка. Представьте деление города на школьные территории: диаграмма Вороного гарантирует, что любой ученик района ближе к своей школе (точке центровой), чем к другой. "Диаграммы Вороного используют веками везде — от городов до сетей", — говорит Навлаха.
От жирафа до денежного дерева
В природе встречаются узоры, напоминающие Вороного — скажем, пятна на коже жирафа. Но слово "напоминающие" ключевое. Грань между теоретическими диаграммами и природными формами — отсутствие явных "центров". Все же Навлаха и Чичи Чжэн нашли исключение! Его имя — Pilea peperomioides, китайское денежное дерево.
Чудесное растение Пилея: статус / природа
Пилея пеперомиевидная (денежное дерево китайское) — многолетник из областей Юньнань и Сычуань (Китай). Возможно, она вам известна как подарок на новоселье! Ее листья круглые, гладкие. На них хорошо видны выпуклые поры (гидатоды). Эти поры окружены петлями жилок — сосудов для воды, солей. Ученые картографировали гидатоды и жилки Пилеи, обнаружив чистый, естественный узор Вороного.
Гений в деталях: Команда разгадывает тайну
Команда привлекла эксперта — Пшемыслава Прусинкевича. Десятилетия он изучал жилки листьев. Совместные усилия создали "естественный алгоритм". Он объясняет формирование спиральной сети сосудов вокруг пор на листе Пилеи.
Растения-математики
"Человек решает проблемы для выживания. Организмы другие — тоже! Но растения не измеряют путь как мы!" — говорит Чжэн. "Никакой линейки! Только локальные био-взаимодействия их ведут — прямо к решению Вороного".
"Мы ищём природные схемы, чтобы предсказать поведение существ, понять систему мира! — делится Навлаха. — Тут чудесно сошлись классическая геометрия, биология растений сегодня, информатика".
"Интригующе! Ещё один математический штрих в структуре растений, — добавляет Прусинкевич. — Десятилетия стоял вопрос: как создаются сетчатые жилки? Сегодня мы знаем: диаграммы Вороного — потрясающе точный ответ!"
Навлаха и Чжэн надеются: их исследование прольет свет на решение сложных задач растениями в природе. Это — база для понимания математических закономерностей эволюции, развития и самой жизни!
Источник: scientificrussia.ru