23.09.2020
Мария Кривоченко
9

Модель Тьюринга объяснила происхождение австралийских «кругов фей»

2.2

Ученые выяснили, что растительные узоры, которые встречаются в Австралии и Африке, подчиняются морфогенетической концепции Алана Тьюринга и могут выступать «экоинженерами», изменяя враждебную и засушливую среду и поддерживая работу экосистемы.

Снимок «кругов фей», сделанный с дрона / ©Геттингенский университет
Снимок «кругов фей», сделанный с дрона / ©Геттингенский университет

В 1952 году британский математик Алан Тьюринг опубликовал работу «Химические основы морфогенеза», в которой описал процесс самоорганизации материи. Концепция Тьюринга состояла в том, что в некоторых системах из-за случайных возмущений и механизма «реакция — диффузия» могут самопроизвольно возникать сложные структуры. С помощью этой модели уже удалось объяснить необычный окрас некоторых животных, например зебр и леопардов.

Ранее ученые предполагали, что модель можно использовать для описания того, как возникают странные растительные узоры, которые жители северо-запада Австралии и Намибии, страны в юго-западной Африке, называют «кругами фей». Они представляют собой фрагменты «голой» земли диаметром от четырех до десяти метров, вокруг которых растет трава. Рядом с каждым из них обычно есть шесть таких же «соседей»: они расположены примерно на одном расстоянии друг от друга и вместе образуют рисунок, напоминающий сетку.

Снимок «кругов фей», сделанный с дрона / ©Геттингенский университет
Снимок «кругов фей», сделанный с дрона / ©Геттингенский университет

Систематическая и детальная полевая работа ученых из Германии и Австралии позволила впервые в такой экосистеме всесторонне проверить, подчиняются ли круги модели Тьюринга. Команда использовала дроны и постоянную запись данных с полевой метеостанции, чтобы выяснить, насколько хорошо растут в Западной Австралии травы рода триодия (вечнозеленые многолетние растения, эндемик Австралии). Подробности исследования опубликованы в журнале Journal of Ecology.

Результаты показали, что круги служат дополнительным источником воды для растений в засушливой местности. «Голая» земля в центре покрыта непроницаемой для осадков глинистой коркой, из-за чего вода стекает к периферии, где и растут травы. В свою очередь, защитный покров трав помогает снижать температуру поверхности почвы в самое жаркое время суток и способствует росту. Таким образом, растения перераспределяют водные ресурсы, модифицируя среду, чтобы лучше справляться с засухой, и выступают как «экосистемные инженеры».

Доктор Стефан Гетцин во время исследования / © Доктор Хеци Йижак

«Без самоорганизации трав эта область, скорее всего, превратилась бы в пустыню с абсолютно “голой” почвой», — рассказал доктор Стефан Гетцин, профессор кафедры моделирования экосистем Геттингенского университета. Он отметил, что развитие, согласно модели Тьюринга, помогло растениям построить лучшие условия для выживания во враждебной среде.

Авторы работы добавили, что необходимы дополнительные полевые исследования, чтобы изучить, сколько времени нужно растениям для формирование «кругов фей».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
15 октября
Ольга Иванова

При помощи телескопа «Хаббл» ученый из Швеции узнал, что на спутнике Юпитера Европе постоянно присутствует пар. Правда, лишь на одной стороне.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания Ричарда Брэнсона сдвинула старт коммерческих суборбитальных полетов на четвертый квартал следующего года. Это связано с доработкой оборудования и новыми тестами.

15 октября
НИУ ВШЭ

Сотрудники Высшей школы бизнеса ВШЭ предложили новый метод предсказывать банкротство компаний на основе машинного обучения. Он позволяет использовать по максимуму информацию о финансовом состоянии фирм и показывает более высокие результаты по сравнению с классическими статистическими подходами.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

[miniorange_social_login]

Комментарии

9 Комментариев

-
0
+
При всем уважении и даже восхищении Тьюрингом - данная работа попахивает идеализмом и лысенковщиной. Каким образом растительное сообщество может самоорганизоваться? Разумные травы и кустарники? Здесь растем, здесь не растем на совершенно одинаковой почве в условиях одинаковой освещенности? Не верю.
    26.09.2020
    -
    1
    +
    Разумеется круги сделали маленькие феи )) Вы как-то не с того конца подходите со своим "не верю" ведь круги-то реально существуют. Ученые пытаются найти им объяснение не привлекая лишних инопланетянов. Вот взяли теорию Тюрина она сработала.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Теория, это положение, имеющее развернутые доказательства. В данном случае, это просто предположение, не имеющее абсолютно никаких доказательств. Кстати, почему не феи? Сэр Артур Конан Дойль, например, их видел (м.б. после хорошего шотландского виски, но кто сказал, что хороший шотландский виски не открывает у человека второе зрение?). Чем теория фей хуже теории самоорганизующихся растений? И то и другое одинаково неправдоподобно, но вторая имеет наукообразное название, поэтому ей верят. По факту образования таких кругов можно выдвинуть сотни таких "теорий", но без доказательств они и ломаного гроша не стоят. Одно время у меня перед домом трава росла весьма занятными линиями, но вряд ли она самоорганизовалась - скорее дело в почве и воде.
        26.09.2020
        -
        0
        +
        Хорошо )) как вы объясните самоорганизацию почвы и воды для того чтобы растения росли на ней кругами?
          -
          0
          +
          Почва не самоорганизуется. Морозами она рвется, и весной в разломах накапливается вода.- это в моем случае. Что там с кругами - не знаю, но явно дело не в разумности растений.
            26.09.2020
            -
            0
            +
            Так, а при чем здесь разумность? Тюринг ведь не только свой знаменитый тест придумал. И уж полосы на зебрах никто в разумности не подозревал )) как и пятна на ягуарах.
              -
              0
              +
              Ну и при чем здесь пятна на ягуарах и полосы на зебрах? Механизм их появления давно разобран по молекулам (молекулам ДНК).
                26.09.2020
                -
                0
                +
                Цитата из статьи. == С помощью этой модели уже удалось объяснить необычный окрас некоторых животных, например зебр и леопардов. == Вы же не считаете что круги на воде или радуга это какая-то магия или обман? Или вот к примеру эти картинки http://goodnewsanimal.ru/news/poloski_zebry_s_tochki_zrenija_nauki/2013-06-24-3432 Ваше "разобран по молекулам" как раз и включает теорию Тюринга. А вот что кто-то секвенировал геном зебры я впервые слышу. С человеком-то не полностью разобрались.
                -
                0
                +
                Ну как говорят в Одессе - это две большие разницы. Живой организм - это достаточно закрытая дейсвительно саморегулирующаяся система, и реакции, контролирующие образование полос, пятен, и другие признаки, которые можно отнести к "узорам Тьюринга", как раз и описаны в приведенной Вами статье (на уровне ДНК, генов и белков) . Так же понятен и механизм саморегуляции роста колоний бактерий. В статье же описана другая ситуация - растения на поле минимально связаны друг с другом, как Вы себе представляете механизм саморегуляции сообщества растений на поле? Заманчиво предполагать, что появление этих кругов подчинено теории Тьюринга, но сказавши А (они подчиняются законам Тьюринга), нужно говорить и Б (каков механизм их образования). И вот тут то авторы несут ахинею про самоорганизацию растеений, ни словом не обмолвившись о механизме "самоорганизации".
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: