Investigadores de la Universidad de Kent han descubierto una fórmula matemática universal que puede describir cualquier huevo de pájaro que exista en la naturaleza, algo nunca antes logrado.
La forma del huevo ha atraído durante mucho tiempo la atención de matemáticos, ingenieros y biólogos desde un punto de vista analítico.
La forma ha sido muy valorada por su evolución, siendo lo suficientemente grande como para incubar un embrión, lo suficientemente pequeña como para salir del cuerpo de la manera más eficiente, en lugar de rodar una vez puesta, estructuralmente lo suficientemente fuerte como para soportar la carga y dar a luz a 10,500 especies que sobrevivieron a los dinosaurios. El huevo se llama la "forma perfecta".
El análisis de todas las formas de huevo utiliza cuatro formas geométricas: una esfera, un elipsoide, una forma de huevo y una forma de pera (cónica) con una fórmula matemática de la forma de pera que aún no se ha obtenido.
La percepción habitual de una forma "en forma de huevo" es ovalada, con un extremo puntiagudo y un extremo romo, y el punto más ancho más cercano al extremo romo, algo así como un huevo de gallina. Sin embargo, las cosas pueden ser mucho más simples (como en el caso de los huevos esféricos que se ven en los búhos, por ejemplo) o mucho más complejas (como en el caso de los huevos en forma de pera que se ven en las ardillas, las agachadizas y dos de las especies más grandes de pingüinos) . Los datos muestran que la forma del huevo está determinada antes de la formación de la cáscara y por las membranas subyacentes.
Por qué el huevo tiene una forma evolutiva como esta es sorprendentemente poco conocido. Es decir, aunque existen algunas investigaciones previas sobre el desarrollo de la forma del huevo, no sabemos exactamente cómo se produjo este proceso. En este contexto, la mayor atención en este estudio se centra en los huevos en forma de pera (incluidos en este estudio para que la fórmula sea universal). En las agachadizas comunes, la forma de pera es un rasgo adaptativo que asegura que los cuatro huevos (invariablemente) “encajen” en el nido (con los bordes puntiagudos hacia adentro) para asegurar la máxima área de incubación debajo de la madre.
Los investigadores están introduciendo una característica adicional en la fórmula en forma de huevo mediante el desarrollo de un modelo matemático que se ajuste a una forma geométrica completamente nueva, caracterizada como la última etapa en la evolución del elipsoide esférico aplicable a cualquier geometría de huevo.
Esta nueva fórmula matemática universal para la forma del huevo se basa en cuatro parámetros: longitud del huevo, ancho máximo, desplazamiento del eje vertical y una cuarta parte del diámetro del huevo.
Esta fórmula universal largamente buscada es un paso significativo en la comprensión no solo de la forma del huevo en sí, sino también de cómo y por qué evolucionó, lo que hace posibles aplicaciones biológicas y tecnológicas generalizadas.
Las descripciones matemáticas de todas las formas principales de huevos ya han encontrado aplicación en la investigación de alimentos, ingeniería mecánica, agricultura, biología, arquitectura y aeronáutica. Como ejemplo, esta fórmula se puede aplicar a la construcción de ingeniería de recipientes en forma de huevo de paredes delgadas, que deben ser más fuertes que los típicos esféricos.
Esta nueva fórmula es un avance importante con muchas aplicaciones, que incluyen:
1. Descripción científica competente de un objeto biológico.
Ahora que un huevo puede describirse mediante una fórmula matemática, el trabajo en el campo de la taxonomía biológica, la optimización de parámetros tecnológicos, la incubación de huevos y la selección de aves se simplificará enormemente.
2. Determinación precisa y sencilla de las características físicas de un objeto biológico.
Las propiedades externas del huevo son vitales para los investigadores e ingenieros que desarrollan tecnologías para incubar, procesar, almacenar y clasificar los huevos. Existe la necesidad de un proceso de identificación simple, utilizando el volumen del huevo, el área, el radio de curvatura y otros indicadores para describir los contornos del huevo proporcionados por esta fórmula.
3. Ingeniería del futuro inspirada en la biología.
El huevo es un sistema biológico natural estudiado para el diseño de sistemas de ingeniería y las últimas tecnologías. La figura geométrica en forma de huevo se ha adoptado en arquitectura, como la cubierta de la City de Londres y el rascacielos Mary X, y en la construcción, ya que puede soportar cargas máximas con un consumo mínimo de material, a la que ahora se puede aplicar fácilmente esta fórmula. .
“Los procesos evolutivos biológicos, como la formación de huevos, deben estudiarse para la descripción matemática como base para la investigación en biología evolutiva, como lo muestra esta fórmula. Esta fórmula universal se puede aplicar en disciplinas clave, especialmente en la industria alimentaria, y servirá como impulso para futuras investigaciones inspiradas en el huevo como objeto de estudio”, dijo el autor principal del estudio, Darren Griffin. Profesor de Genética en la Universidad de Kent.
Referencia: "Huevo y matemáticas: introducción de una fórmula universal para la forma del huevo" por Valeriy G. Narushin, Michael N. Romanov y Darren K. Grif n, 23 de agosto de 2021, Annals of the New York Academy of Sciences.
DOI: 10.1111 / nyas.14680
Fuente: ¿La forma perfecta? La investigación finalmente revela la antigua ecuación universal para la forma de un huevo - UNIVERSIDAD DE KENT
Imagen: imágenes de huevos de las cuatro formas principales de las siguientes especies de aves: (A) avestruz, redondas; (B) emú, elíptico; (C) pájaros cantores, ovoides; (D) águila, ovoide; y (E) curry, en forma de pera; con sus contornos teóricos (en los gráficos de la derecha). Las imágenes de los huevos fueron tomadas de Wikimedia Commons. Crédito: Darren Grif et n et al.
