Navorsers aan die Universiteit van Kent het 'n universele wiskundige formule ontdek wat enige voël se eier wat in die natuur bestaan kan beskryf, iets wat nog nooit tevore bereik is nie.
Die vorm van die eier trek lank reeds die aandag van wiskundiges, ingenieurs en bioloë vanuit 'n analitiese oogpunt.
Die vorm is hoog aangeslaan vir sy evolusie, omdat dit groot genoeg is om 'n embrio te inkubeer, klein genoeg om op die mees doeltreffende manier uit die liggaam te kom, eerder as om te rol sodra dit gelê is, struktureel sterk genoeg om die las te dra en geboorte te gee aan 10,500 XNUMX spesies wat die dinosourusse oorleef het. Die eier word die "perfekte vorm" genoem.
Die ontleding van alle eiervorms gebruik vier geometriese vorms: 'n bol, 'n ellipsoïed, 'n eiervormige en 'n peervormige (keëlvormige) vorm met 'n wiskundige formule van die peervormige vorm wat nog afgelei moet word.
Die gewone persepsie van 'n "eiervormige" vorm is ovaal, met 'n puntige punt en 'n stomp punt, en die breedste punt naaste aan die stomp punt, ietwat soos 'n hoendereier. Dinge kan egter baie eenvoudiger wees (soos in die geval van sferiese eiers wat byvoorbeeld in uile gesien word) of baie meer kompleks (soos in die geval van peervormige eiers wat by eekhorings, watersnipe en twee van die grootste spesies pikkewyne gesien word) . Die data toon dat die vorm van die eier voor die vorming van die dop en deur die onderliggende membrane bepaal word.
Waarom die eier evolusionêr so gevorm is, word verbasend swak verstaan. Dit wil sê, hoewel daar vorige navorsing oor die ontwikkeling van eiervorm is, weet ons nie presies hoe hierdie proses tot stand gekom het nie. In hierdie konteks word die meeste aandag in hierdie studie gevestig op peervormige eiers (ingesluit in hierdie studie om die formule universeel te maak). By gewone watersnipe is die peervorm ’n aanpasbare eienskap wat verseker dat die vier eiers (onveranderlik) in die nes “inmekaarpas” (met die puntige rande na binne) om maksimum inkubasiearea onder die moeder te verseker.
Navorsers stel 'n bykomende kenmerk in die eiervormige formule bekend deur 'n wiskundige model te ontwikkel om 'n heeltemal nuwe geometriese vorm te pas, gekenmerk as die laaste stadium in die evolusie van die sferiese ellipsoïed wat van toepassing is op enige eiergeometrie.
Hierdie nuwe universele wiskundige formule vir eiervorm is gebaseer op vier parameters: eierlengte, maksimum breedte, vertikale asverskuiwing en 'n kwart van die eierdeursnee.
Hierdie lang gesogte universele formule is 'n belangrike stap om nie net die vorm van die eier self te verstaan nie, maar ook hoe en hoekom dit ontwikkel het, en sodoende wydverspreide biologiese en tegnologiese toepassings moontlik te maak.
Wiskundige beskrywings van alle hoofvorme van eiers het reeds toepassing gevind in voedselnavorsing, meganiese ingenieurswese, landbou, biologie, argitektuur en lugvaartkunde. As 'n voorbeeld kan hierdie formule toegepas word op die ingenieurskonstruksie van dunwandige eiervormige vate, wat sterker moet wees as tipiese sferiese.
Hierdie nuwe formule is 'n belangrike deurbraak met baie toepassings, insluitend:
1. Bekwame wetenskaplike beskrywing van 'n biologiese voorwerp.
Noudat 'n eier met 'n wiskundige formule beskryf kan word, sal die werk op die gebied van biologiese taksonomie, die optimalisering van tegnologiese parameters, die inkubasie van eiers en die seleksie van pluimvee baie vereenvoudig word.
2. Akkurate en eenvoudige bepaling van die fisiese eienskappe van 'n biologiese voorwerp.
Die eksterne eienskappe van die eier is noodsaaklik vir navorsers en ingenieurs wat tegnologie ontwikkel vir die inkubasie, verwerking, berging en sortering van eiers. Daar is 'n behoefte aan 'n eenvoudige identifikasieproses, met behulp van eiervolume, area, radius van kromming en ander aanwysers om die kontoere van die eier wat deur hierdie formule verskaf word, te beskryf.
3. Toekomstige ingenieurswese geïnspireer deur biologie.
Die eier is 'n natuurlike biologiese sisteem wat bestudeer is vir die ontwerp van ingenieurstelsels en die nuutste tegnologieë. Die eiervormige meetkundige figuur is aangeneem in argitektuur, soos die dak van die City of London en die Mary X wolkekrabber, en konstruksie, aangesien dit maksimum vragte met minimale materiaalverbruik kan weerstaan, waarop hierdie formule nou maklik toegepas kan word .
“Biologiese evolusionêre prosesse, soos eiervorming, moet bestudeer word vir wiskundige beskrywing as ’n basis vir navorsing in evolusionêre biologie, soos blyk uit hierdie formule. Hierdie universele formule kan toegepas word in sleuteldissiplines, veral in die voedselindustrie, en sal dien as 'n stukrag vir verdere navorsing geïnspireer deur die eier as 'n objek van studie,” het die studiehoofskrywer Darren Griffin gesê. Professor in Genetika aan die Universiteit van Kent.
Verwysing: "Eier en wiskunde: bekendstelling van 'n universele formule vir eiervorm" deur Valeriy G. Narushin, Michael N. Romanov en Darren K. Grif fi n, 23 Augustus 2021, Annals of the New York Academy of Sciences.
DOI: 10.1111 / nyas.14680
Bron: The Perfect Shape? Navorsing onthul uiteindelik antieke universele vergelyking vir die vorm van 'n eier – UNIVERSITEIT VAN KENT
Prent: Beelde van eiers van die vier hoofvorme van die volgende voëlspesies: (A) volstruis, rond; (B) emoe, ellipties; (C) sangvoëls, eiervormig; (D) arend, eiervormig; en (E) kerrie, peervormig; met hul teoretiese kontoere (in die regte grafieke). Die beelde van die eiers is van Wikimedia Commons geneem. Krediet: Darren Grif et al.
