Istraživači sa Sveučilišta Kent otkrili su univerzalnu matematičku formulu koja može opisati bilo koje ptičje jaje koje postoji u prirodi, nešto što nikada prije nije postignuto.
Oblik jajeta dugo je privlačio pozornost matematičara, inženjera i biologa s analitičke točke gledišta.
Forma je visoko cijenjena zbog svoje evolucije, dovoljno velika da inkubira embrij, dovoljno mala da izađe iz tijela na najučinkovitiji način, umjesto da se kotrlja jednom položena, strukturno dovoljno jaka da podnese teret i rodi 10,500 XNUMX vrste koje su preživjele dinosaure. Jaje se naziva "savršen oblik".
U analizi svih oblika jaja koriste se četiri geometrijska oblika: kugla, elipsoid, jajoliki i kruškoliki (konusni) oblik s matematičkom formulom kruškolikog oblika koja se tek treba izvesti.
Uobičajena percepcija oblika u obliku jajeta je ovalna, sa šiljastim krajem i tupim krajem, a najšira točka najbliža tupom kraju, nešto poput kokošjeg jajeta. Međutim, stvari mogu biti puno jednostavnije (kao u slučaju sfernih jaja viđenih u sova, na primjer) ili puno složenije (kao u slučaju kruškolikih jaja viđenih u vjeverice, šljuke i dvije najveće vrste pingvina) . Podaci pokazuju da je oblik jajeta određen prije formiranja ljuske i temeljnih membrana.
Zašto je jaje evolucijski ovako oblikovano, iznenađujuće je slabo razumljivo. Odnosno, iako postoje neka prijašnja istraživanja o razvoju oblika jajeta, ne znamo točno kako je do tog procesa došlo. U tom kontekstu, najveću pozornost u ovoj studiji privlače jaja u obliku kruške (uključena u ovu studiju kako bi formula bila univerzalna). Kod običnih šljuka, oblik kruške je prilagodljiva osobina koja osigurava da se četiri jaja (uvijek) "sklapaju" u gnijezdo (sa šiljastim rubovima prema unutra) kako bi se osiguralo maksimalno područje inkubacije ispod majke.
Istraživači uvode dodatnu značajku u formulu u obliku jajeta razvijajući matematički model koji će odgovarati potpuno novom geometrijskom obliku, okarakteriziranom kao posljednja faza u evoluciji sfernog elipsoida koji je primjenjiv na bilo koju geometriju jajeta.
Ova nova univerzalna matematička formula za oblik jajeta temelji se na četiri parametra: duljini jajeta, maksimalnoj širini, pomaku okomite osi i četvrtini promjera jajeta.
Ova dugo tražena univerzalna formula značajan je korak u razumijevanju ne samo oblika samog jajeta, već i kako i zašto se ono razvilo, čime je omogućena široka biološka i tehnološka primjena.
Matematički opisi svih glavnih oblika jaja već su našli primjenu u istraživanju hrane, strojarstvu, poljoprivredi, biologiji, arhitekturi i aeronautici. Primjerice, ova se formula može primijeniti na inženjersku konstrukciju jajolikih posuda tankih stijenki, koje moraju biti čvršće od tipičnih sfernih.
Ova nova formula važan je proboj s mnogim primjenama, uključujući:
1. Kompetentan znanstveni opis biološkog objekta.
Sada kada se jaje može opisati matematičkom formulom, rad na području biološke taksonomije, optimizacije tehnoloških parametara, inkubacije jaja i odabira peradi bit će uvelike pojednostavljen.
2. Točno i jednostavno određivanje fizičkih karakteristika biološkog objekta.
Vanjska svojstva jaja su od vitalnog značaja za istraživače i inženjere koji razvijaju tehnologije za inkubaciju, obradu, skladištenje i sortiranje jaja. Postoji potreba za jednostavnim postupkom identifikacije, korištenjem volumena jaja, površine, radijusa zakrivljenosti i drugih pokazatelja za opisivanje kontura jajeta koje daje ova formula.
3. Inženjering budućnosti inspiriran biologijom.
Jaje je prirodni biološki sustav proučavan za dizajn inženjerskih sustava i najnovijih tehnologija. Geometrijska figura u obliku jajeta usvojena je u arhitekturi, poput krova Londonskog Cityja i nebodera Mary X, te građevinarstvu, jer može izdržati maksimalna opterećenja uz minimalnu potrošnju materijala, na što se ova formula sada može lako primijeniti. .
“Biološki evolucijski procesi, kao što je formiranje jaja, moraju se proučavati radi matematičkog opisa kao osnove za istraživanje evolucijske biologije, kao što pokazuje ova formula. Ova univerzalna formula može se primijeniti u ključnim disciplinama, posebice u prehrambenoj industriji, te će poslužiti kao poticaj za daljnja istraživanja inspirirana jajetom kao predmetom proučavanja”, rekao je glavni autor studije Darren Griffin. Profesor genetike na Sveučilištu u Kentu.
Referenca: “Jaje i matematika: uvođenje univerzalne formule za oblik jajeta” Valeriy G. Narushin, Michael N. Romanov i Darren K. Grif fi n, 23. kolovoza 2021., Annals of the New York Academy of Sciences.
DOI: 10.1111 / nyas.14680
Izvor: Savršen oblik? Istraživanje konačno otkriva drevnu univerzalnu jednadžbu za oblik jajeta – SVEUČILIŠTE U KENTU
Slika: Slike jaja iz četiri glavna oblika sljedećih vrsta ptica: (A) noj, okrugli; (B) emu, eliptični; (C) ptice pjevice, jajolike; (D) orao, jajolik; i (E) curry, kruškolikog oblika; s njihovim teorijskim konturama (u desnim grafovima). Slike jaja preuzete su s Wikimedia Commonsa. Zasluge: Darren Grif et al.
