"Ил-2"- знаменитый советский штурмовик. Обзор сборной модели фирмы "Звезда" в 1/48 масштабе.
Şeritler hayatımızda yaygındır. Oldukça basit bir kalıp ve kabul edilmesi kolaydır.
Desenlerin doğada nasıl oluştuğunu inceleyen uygulamalı bir matematikçi olarak, zebra balığı vücudunda ve yüzgeçlerinde giydiği çizgili desenlerden şaşkınım.
Zebra balığı’nin siyah ve altın çizgilerini daha yakından inceleyin ve onbinlerce farklı renkte pigment hücresi göreceksiniz. Bu hücreleri kalabalık bir odada dolaşan insanlar olarak düşünmeyi seviyorum: Tıpkı bizim gibi, hücreler de hareket ediyor ve komşularıyla etkileşime giriyor. Şeritler belirir, çünkü hücreler çok dikkatli davranırlar ve birbirlerine nasıl davranacaklarını bildirirler. Hatta uzak hücrelere ulaşarak bir anlamda “el sıkışırlar”.
Matematiksel bir bakış açısına göre, zebra balığı çizgileri, bireylerin herhangi bir bireyden çok daha büyük bir desen üretmek için etkileşime girdikleri bir olgu olan öz-örgütlenme alanına girer. Kuş sürüleri ve okul balıkları da doğadaki öz-örgütlenme örnekleridir. Hiç kimse yönleri söyleyen bir megafonda değildir, böylece kuşlar sürü veya pigment hücrelerinin balık şeritleri üretmesine rağmen, dikkat çekici bir şekilde her ikisi de kalıp oluşturmak için kendilerini düzenlerler.
Ayrıca bakınız: Bilim adamları, Zebraların Niçin Çizgili Olduğuna İlişkin Bir Rekabet Açıklaması
Son zamanlara kadar, araştırma topluluğu zebra balığı çizgilerinde sadece iki hücre tipinin rol oynadığını düşünüyordu: siyah ve altın şeritler, yani siyah ve altın hücreler. Bununla birlikte deneyler, üçüncü bir pigment hücresi türünün - mavi ve gümüş iridoforların - patern oluşumu için kritik olduğunu göstermiştir. Deriden çıkarın ve zebra balığı lekeleri var!
Peki, büyüyen bir zebra balığı üzerindeki binlerce farklı renkli hücre tutarlı bir şekilde çizgiler oluşturmak için nasıl birlikte çalışır? Bu soruyu cevaplamak için, uygulamalı matematik profesörü Bjorn Sandstede ile birlikte matematiksel bir model geliştirdim. Modelimizde pigment hücreleri, nasıl hareket ettikleri, etkileşime girdikleri ve rengini değiştirdikleri konusunda öngörülen kural ve denklemlerin ardından renkli noktalar şeklindedir.Farklı renkteki hücreler farklı şekillerde davranır. Zebra balığı ile ilgili birçok soru var, bu yüzden olay yerine yeni başlayanlar üzerine odaklanmaya karar verdik: sinir bozucu mavi ve gümüş hücreler.
Matematik, balık üzerindeki tipik biyolojik deneylerden farklı bir bakış açısı sunar. Biyologlar hücrelerin nasıl davrandığını izleyebilir, ancak davranışlarının arkasındaki sinyalleri çıkarmak daha zordur. Matematiksel modeller kullanarak, pek çok farklı olası hücre etkileşimlerini test edebilir ve hangilerinin gerçekte biyologların gözlemlediği davranışları açıklayabildiğini önerebiliriz. Biyologlar gerçek balıklarla ilgili tahminlerimizi test edebilirler.
Modelimiz iş yerinde balık derisine gümüş ve mavi hücrelere talimat veren birçok sinyal olduğunu gösteriyor. Bütün bu sinyaller fazlalık. Birkaç ipucu, bir hücrenin mükemmel bir dünyada ihtiyaç duyabileceği tüm talimatlardır, ancak dünya mükemmel değildir. Örneğin, yakındaki siyah hücrelerin yoğunluklarını ve renklerini değiştirmek için iridoforlara işaret ettiğini düşünüyoruz. Ancak, bu sinyali iletmek için etrafta siyah hücreler yoksa, uzaktaki altın hücreleri de aynı talimatları verebilir ve sağlayabilir.
Ayrıca bakınız: Deep Sea Anglerfish Sex'in İlk Videosu Misyoner Bakışı Gösterişli Yapıyor
Bu gereksiz sinyalleri bir sürü farklı alarm saati gibi düşünebilirsiniz. Sabahları önemli bir toplantınız varsa, çalar saat ayarlayabilir, telefonunuza bir bildirimde bulunabilir ve uyandırma çağrısı isteyebilirsiniz. Tüm bu fazlalık, muhtemelen uyanmanız için bir sürü ipucu alacağınız anlamına gelir. Ancak telefonunuzun ölmesi veya resepsiyonun aramayı unutması ihtimalinin kapalı olması durumunda, yine de toplantınıza zamanında varacağınız anlamına gelir. Artıklık, bir sinyal başarısız olsa bile istenen sonucu sağlar.
Aynı fikir zebra balığı işinde olabilir. Modelimiz, farklı renkli hücrelerin sürekli olarak birbirlerine talimat verdiğini gösteriyor. Bu, mavi ve gümüş iridoforların nasıl davranılacağına dair her yönden yönleri ile karıştırılmalarını sağlar. Birden fazla sinyal bulunduğundan, zaman zaman yapılan hatalar kalıpları çok fazla bozmaz. Sonuç: güvenilir çizgiler.
Bu neden önemli? Zebra balığı genleri şaşırtıcı şekilde insan genlerine benzer. Pigment hücrelerinin normal ve mutasyonlu zebrabalıklarında nasıl etkileşime girdiğini anlayarak, araştırmacılar genleri fonksiyonlarına bağlamaya başlayabilirler.
Zebra balığı kalıplarının nasıl oluştuğuna dair hikaye henüz bitmedi. Şimdilik çizgili bir balık gördüğünüzde, bu deseni oluşturmak için kullanılan tüm çalışma pigment hücrelerini tanımak için bir an duraklamayı düşünün. Bu güvenilir çizgiler oldukça lanet olası.
Bu makale, ilk olarak İskenderiye Volkening'in Sohbeti üzerine yayımlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.
Kuşlarda Yüz Tanıma Kullanıldığında Ne Olur? Bilim açıklar
Apple, Facebook ve Google gibi şirketler tarafından kullanılan yüz tanıma teknolojileri, kamuoyunun dikkatini çekti. Bir bilgisayar bilimcisi, teknoloji tutkusunu kuş sevgisiyle harmanladı. Bu makine öğrenme teknikleri bireysel ağaçkakanları farklılaştırabilir mi?
Zebra balığı Melanom Çalışması Kanserin Gizemli Kökenlerini Açıklıyor
Tek bir flüoresan hücrenin doğumunu takip edip yarı saydam bir balığın vücuduna yayıldıktan sonra, Boston Çocuk Hastanesi'ndeki araştırmacılar, uzun süredir şaşırmış bilim insanlarına sahip bir soruyu yanıtlamaya bir adım daha yaklaşıyor: Neden kanser genleri olan tüm hücreler kanserli hale gelmiyor? Yaptıkları çalışmada, hangi ...
Zebralar Neden Çizgili Olur? Bilim adamları Sıcaklık Hipotezini Vuruyor
"Scientific Reports" Haziran ayında yayımlanan bir araştırmada, uluslararası bir araştırma ekibi zebra çizgilerinin olası işlevleri için 18 kadar teori olduğunu açıkladı. Teorilerden biri, zebraların serin kalmasına yardımcı olmak için çizgili kürklere sahip olmasıdır, ancak bu çalışma bunun yanlış olduğunu söylüyor.