Всяка люспичка на гущера Timon lepidus, влечуго, срещащо се в Югозападна Европа, може да бъде зелена или черна. Докато гущерът става все по-възрастен, отделните люспи се променят от един цвят в друг, като в крайна сметка образуват змиеста, лабиринтна мозайка в зряла възраст.
A living mesoscopic cellular automaton made of skin scales. Nature (2017) Liana Manukyan et al.
Мишел Милинкович (Michel C. Milinkovitch) от Университета в Женева и колегите му сега са открили, че моделът на Изинг за антиферомагнетизъм може да опише процеса, чрез който тези люспи се установяват в своя окончателен модел.
Преди това екипът моделира развитието и разпространението на люспите на гущера като клетъчен автомат - изчислителен модел, в който клетките в мрежата се развиват според добре дефинирани правила. Но този модел имаше 14 параметъра.
Търсейки по-просто описание, изследователите разглеждат антиферомагнитния модел на Изинг, при който атомите или молекулите в материал се обръщат между спинови състояния, така че съседните частици са склонни да имат противоположни завъртания. Този модел има само два параметъра: взаимодействията между съседните частици и силата на външно магнитно поле.
Моделът на антиферомагнетизъм на Изинг точно пресъздава начина, по който люспите на гущера Timon lepidus променят цвета си с течение на времето.
Милинкович и колегите откриват, че антиферомагнитният модел на Изинг точно пресъздава еволюцията във времето на цветовете на люспите на тези гущери, лабиринтния характер на техните крайни модели и преобладаващия баланс на зелени и черни люспи.
В техния модел тенденцията на люспите да избягват да бъдат от същия цвят като твърде много от съседите им е аналогична на взаимодействието между завъртанията в антиферомагнетик, докато външно принудително въздействие, аналогично на магнитно поле, генерира леко предпочитание към черните пред зелените люспи.
Изследователите се питат дали естественият подбор е накарал този вид да предпочита своя специфичен модел и баланс на цветовете. За да проучат този въпрос допълнително, те планират да изследват други видове с променящи цвета люспи, които образуват патерни* с течение на времето.
Справка: S. Zakany et al., “Lizard skin patterns and the Ising model,” Phys. Rev. Lett. 128, 048102 (2022).
Източник: Lizard Scale Patterns Described with Antiferromagnetic Model
Physics
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Последната теорема на Стивън Хокинг преобръща времето и причинността
Прост Човек
Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици
zlatkov
Учени сканират 74 милиона радиосигнала от междузвезден обект за признаци на извънземни технологии
Джендо Джедев
За срещата на Земята с Халеевата комета през 1910 г. някои са пили "противокометни хапчета"