النموذج المطابق في نمو الأوراق

النموذج المطابق في نمو الأوراق
النموذج المطابق في نمو الأوراق - أ. داي ومحمد بن عمار

أثبت العلماء في مجال الفيزياء أن التحول الرياضي ، الخريطة المطابقة ، يستخدم للتنبؤ بنمو الأوراق. كان دارسي طومسون رائدًا في تطبيق الرياضيات على علم الأحياء في كتابه الصادر عام 1917 عن النمو والشكل.

الآن ، استعار الفيزيائيان مارتين بن عمار وآنا داي من المدرسة العليا في باريس صفحة من هذا النص الذي يعود إلى قرون. جلب داي وبن عمار رياضيات الخرائط المطابقة إلى موضوع نمو الأوراق بعد ملاحظة أن العديد من مخططات طومسون لنمو النبات والحيوان تشبه الخرائط المطابقة - تحولات الحفاظ على الزاوية. لقد أظهروا كيف أن فكرة تقليل الطاقة الفيزيائية توفر دافعًا قويًا للتقنية الرياضية.

في علم الأحياء ، كما هو الحال في أي نظام فيزيائي آخر ، هناك آليات نمو مختلفة تُظهر كيف تحاول الكائنات الحية استخدام أقل قدر ممكن من الطاقة. وهذا يشمل تقليل الضغوط المرنة الداخلية في الكائنات الحية النامية.

ومع ذلك ، يبدو أن وجهة النظر هذه لنمو تقليل الطاقة لا علاقة لها بالنظرة الرياضية للنمو التي حددها داي وبن عمار في كتاب طومسون. تخيل رسم شبكة فوق ورقة شابة ومشاهدتها تتدلى أثناء تطورها. سوف تمتد الخطوط وتنحني مع تقدم الورقة في العمر بشكل صحيح ، لكن الزوايا التي تلتقي عندها خطوط الشبكة لن تتغير. يبدو في البداية أن هذا التغيير الرياضي البسيط ليس له تأثير يذكر على القوى الفيزيائية التي تساهم في نمو الورقة.

ومع ذلك ، اكتشف داي وبن عمار أن هذه الخريطة تلتقط العناصر الرئيسية للفيزياء المعقدة في العمل. باستخدام أوراق نبات Monstera deliciosa (أو "الجبن السويسري") ، كشفوا أن الخرائط المطابقة تكرر نمو الأوراق مع تقليل الإجهاد المرن ، مما يدل على التبرير المادي للتحول الرياضي. تم إجراء التحليل ثنائي الأبعاد حتى هذه النقطة ، ويريد الباحثون الآن معرفة ما إذا كان يمكن استخدام الخرائط المطابقة لوصف تطور الأوراق في شكل ثلاثي الأبعاد.

المصدر: physics.aps.org/articles/v15/s158

Günceleme: 16/11/2022 21:51

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz