Ученые разгадали часть 350-летней головоломки о том, как растут животные
Новое универсальное правило биологического роста, которое объясняет сходство форм острых структур на древе жизни, включая зубы, рога, когти и т. д. и колючки растений открыла междисциплинарная команда из Университета Монаша, 31 марта сообщает phys.
По словам ученых, животные и растения часто растут по определенным схемам, подобно логарифмическим спиралям, следующим за золотым сечением. Существуют очень простые процессы, которые генерируют эти паттерны—логарифмическая спираль получается, когда одна сторона структуры растет быстрее другой при постоянном соотношении. Мы можем назвать это «правилами роста», и они помогают нам понять, почему организмы имеют определенные формы.
В новом исследовании, опубликованном сегодня в BMC Biology, исследовательская группа демонстрирует новое правило, называемое «каскадом мощности», основанное на том, как форма «каскадирует» вниз по зубу, следуя степенному закону.
Когда бивень слона становится длиннее, он становится шире с очень определенной скоростью, следуя «степенному закону» —математической модели, где существует прямая зависимость между логарифмом ширины и длины зуба. Законы силы присутствуют во всей природе, например, в магнитудах землетрясений, размерах городов и движении фондового рынка.
Эта модель применима ко многим животным, в зубах гигантских акул, тираннозавров, мамонтов и даже людей. Примечательно, что этот степенной закон работает для когтей, копыт, рогов, паучьих клыков, раковин улиток, рогов и клювов млекопитающих, птиц и динозавров. Помимо животных, команда также наблюдала его в шипах розового куста и лимонного дерева.
«Разнообразие животных и даже растений, которые следуют этому правилу, поражает», — сказал доцент Эванс.
«Мы были весьма шокированы тем, что нашли его почти везде, где мы смотрели на царства жизни—в живых животных и тех, которые вымерли в течение миллионов лет.»
Новый паттерн развивает идеи эрудированного анатома, физика и математика сэра Кристофера Рена, проектировщика лондонского собора Святого Павла. В 1659 году Рен предположил, что раковина улитки может быть конусом, скрученным в логарифмическую спираль. Новое исследование показывает, что раковины и другие формы, такие как зубы и рога, на самом деле являются формой каскада мощности, называемой «силовым конусом».
«Это новое правило-недостающая часть 350-летней головоломки о том, как растут животные и их части», — сказал доцент Эванс.
