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ActualitéL'équation universelle de la forme de l'œuf a été découverte

L'équation universelle de la forme de l'œuf a été découverte

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Des chercheurs de l'Université du Kent ont découvert une formule mathématique universelle qui peut décrire n'importe quel œuf d'oiseau existant dans la nature, ce qui n'avait jamais été réalisé auparavant.

La forme de l'œuf a longtemps attiré l'attention des mathématiciens, ingénieurs et biologistes d'un point de vue analytique.

La forme a été très appréciée pour son évolution, étant assez grande pour incuber un embryon, assez petite pour sortir du corps de la manière la plus efficace, plutôt que de rouler une fois posée, structurellement assez solide pour supporter le fardeau et donner naissance à 10,500 XNUMX espèces qui ont survécu aux dinosaures. L'œuf est appelé la "forme parfaite".

L'analyse de toutes les formes d'œufs utilise quatre formes géométriques : une sphère, un ellipsoïde, une forme en forme d'œuf et une forme en forme de poire (conique) avec une formule mathématique de la forme en forme de poire qui n'a pas encore été dérivée.

La perception habituelle d'une forme «en forme d'œuf» est ovale, avec une extrémité pointue et une extrémité émoussée, et le point le plus large le plus proche de l'extrémité émoussée, un peu comme un œuf de poule. Cependant, les choses peuvent être beaucoup plus simples (comme dans le cas des œufs sphériques observés chez les hiboux, par exemple) ou beaucoup plus complexes (comme dans le cas des œufs en forme de poire observés chez les écureuils, les bécassines et deux des plus grandes espèces de manchots) . Les données montrent que la forme de l'œuf est déterminée avant la formation de la coquille et par les membranes sous-jacentes.

La raison pour laquelle l'œuf a cette forme évolutive est étonnamment mal comprise. Autrement dit, bien qu'il existe des recherches antérieures sur le développement de la forme de l'œuf, nous ne savons pas exactement comment ce processus s'est produit. Dans ce contexte, la plus grande attention dans cette étude est attirée sur les œufs en forme de poire (inclus dans cette étude pour rendre la formule universelle). Chez les bécassines communes, la forme en poire est un trait adaptatif qui garantit que les quatre œufs (invariablement) "s'emboîtent" dans le nid (avec les bords pointus vers l'intérieur) pour assurer une zone d'incubation maximale sous la mère.

Les chercheurs introduisent une fonctionnalité supplémentaire dans la formule en forme d'œuf en développant un modèle mathématique pour s'adapter à une toute nouvelle forme géométrique, caractérisée comme la dernière étape de l'évolution de l'ellipsoïde sphérique applicable à toute géométrie d'œuf.

Cette nouvelle formule mathématique universelle pour la forme de l'œuf est basée sur quatre paramètres : la longueur de l'œuf, la largeur maximale, le décalage de l'axe vertical et un quart du diamètre de l'œuf.

Cette formule universelle recherchée depuis longtemps est une étape importante dans la compréhension non seulement de la forme de l'œuf lui-même, mais aussi de la manière et du pourquoi de son évolution, rendant ainsi possibles des applications biologiques et technologiques à grande échelle.

Les descriptions mathématiques de toutes les principales formes d'œufs ont déjà trouvé des applications dans la recherche alimentaire, le génie mécanique, l'agriculture, la biologie, l'architecture et l'aéronautique. À titre d'exemple, cette formule peut être appliquée à la construction technique de récipients en forme d'œuf à paroi mince, qui doivent être plus solides que les récipients sphériques typiques.

Cette nouvelle formule est une percée importante avec de nombreuses applications, notamment :

1. Description scientifique compétente d'un objet biologique.

Maintenant qu'un œuf peut être décrit par une formule mathématique, les travaux dans le domaine de la taxonomie biologique, l'optimisation des paramètres technologiques, l'incubation des œufs et la sélection des volailles seront grandement simplifiés.

2. Détermination précise et simple des caractéristiques physiques d'un objet biologique.

Les propriétés externes de l'œuf sont vitales pour les chercheurs et les ingénieurs qui développent des technologies d'incubation, de traitement, de stockage et de tri des œufs. Il est nécessaire de disposer d'un processus d'identification simple, utilisant le volume d'œuf, la surface, le rayon de courbure et d'autres indicateurs pour décrire les contours de l'œuf fournis par cette formule.

3. Ingénierie du futur inspirée de la biologie.

L'œuf est un système biologique naturel étudié pour la conception de systèmes d'ingénierie et des dernières technologies. La figure géométrique en forme d'œuf a été adoptée dans l'architecture, comme le toit de la ville de Londres et le gratte-ciel Mary X, et la construction, car elle peut supporter des charges maximales avec une consommation minimale de matériaux, à laquelle cette formule peut maintenant être facilement appliquée. .

"Les processus évolutifs biologiques, tels que la formation des œufs, doivent être étudiés pour une description mathématique comme base de la recherche en biologie évolutive, comme le montre cette formule. Cette formule universelle peut être appliquée dans des disciplines clés, en particulier dans l'industrie alimentaire, et servira d'impulsion pour de nouvelles recherches inspirées par l'œuf comme objet d'étude », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Darren Griffin. Professeur de génétique à l'Université du Kent.

Référence : « Egg and math : introduction d'une formule universelle pour la forme de l'œuf » par Valeriy G. Narushin, Michael N. Romanov et Darren K. Grif fin, 23 août 2021, Annals of the New York Academy of Sciences.

DOI : 10.1111 / nyas.14680

Source : La forme parfaite ? La recherche révèle enfin l'ancienne équation universelle de la forme d'un œuf - UNIVERSITÉ DE KENT

Photo : Images d'œufs des quatre formes principales des espèces d'oiseaux suivantes : (A) autruche, ronde ; (B) émeu, elliptique ; (C) oiseaux chanteurs, ovoïdes ; (D) aigle, ovoïde ; et (E) curry, en forme de poire; avec leurs contours théoriques (dans les graphiques de droite). Les images des œufs proviennent de Wikimedia Commons. Crédit : Darren Grif et n et al.

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