Модель Тьюринга объяснила происхождение австралийских «кругов фей» — Naked Science
5 минут
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.
7 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Вчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

4 часа назад
28 минут
Александр Березин

Потепление помогает главному лесу планеты — где проживает 10% всех существующих видов, — а вот биотопливо грозит ему гибелью. Эта неприятная правда неполиткорректна, поэтому СМИ переворачивают ее с ног на голову. Попробуем разобраться, как до этого дошло.

Вчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

16 октября
52 минуты
Александр Березин

Одни говорят, что в мире миллионы тонн ядерных отходов и что их никогда не удастся надежно захоронить, в связи с чем Гринпис перекрывает железные дороги, по которым везут ядерные материалы, и требует свернуть всю ядерную отрасль в одночасье. Другие утверждают, что реальные ядерные отходы от деятельности АЭС во всем мире помещаются в куб со стороной десять метров. Как понять, кто прав, а кто — нет? И почему то, что для одних — «отходы», другие рассматривают как ценную инвестицию в будущее? Попробуем разобраться.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

9 Комментариев

Сергей Сфыеду
4 недели назад
-
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.
    ivankolupayev
    4 недели назад
    -
    0
    +
    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
      Сергей Сфыеду
      3 недели назад
      -
      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.
        ivankolupayev
        3 недели назад
        -
        0
        +
        Хорошо )) как вы объясните самоорганизацию почвы и воды для того чтобы растения росли на ней кругами?
          Сергей Сфыеду
          3 недели назад
          -
          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.
            ivankolupayev
            3 недели назад
            -
            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.
              Сергей Сфыеду
              3 недели назад
              -
              0
              +
              Ну и при чем здесь пятна на ягуарах и полосы на зебрах? Механизм их появления давно разобран по молекулам (молекулам ДНК).
                ivankolupayev
                3 недели назад
                -
                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.
                Сергей Сфыеду
                3 недели назад
                -
                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?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: