Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
23.09.2020
Мария Кривоченко
9
16 363

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
25 января
Сергей Васильев

Изучив образцы астероида Итокава, ученые выяснили, что он представляет собой рыхлую «кучу щебня», которая легко поглощает энергию ударного воздействия. В таком состоянии астероид сохраняется больше четырех миллиардов лет, что говорит об исключительной устойчивости подобных объектов.

25 января
Алиса Гаджиева

Согласно британским историческим хроникам, первая битва между армией короля Карла I и сторонниками парламента произошла на поле близ деревни Кердворт в Центральной Англии. Оказалось, все было совсем не так.

Позавчера, 08:22
Роман Босиков

Ресурсы Земли ограничены, и вопросы о том, где брать их в будущем, возникают уже сейчас. Наиболее подходящим ответом на растущие запросы человека представляется космос с его бескрайними просторами и астероидами, набитыми редкими металлами. Но кто и как планирует добывать руды на «космических булыжниках»? И главное, это вообще реально? Naked Science размышляет о культурном наследии, настоящем и будущем коммерческого освоения астероидов.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

21 января
Сергей Васильев

Грибница вешенок оказалась усеяна крошечными отростками, заполненными мощным нейротоксином, который почти мгновенно парализует мелких червей. Ученым удалось выяснить, из чего состоит и как действует этот смертельный яд.

24 января
Анна Новиковская

Согласно исследованию американских ученых, съесть одну форель, выловленную в реках и озерах США, эквивалентно месячному употреблению воды, загрязненной «вечными химикатами».

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[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
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

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: