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
"Ад" на Данте описва удар на астероид 500 години преди съвременната наука
10-годишно момиче открива рядък мексикански аксолотъл. Какво знаем за тези животни
Хората с тъмни черти на характера са естествено склонни към лидерски роли, установява ново проучване
Хората с тъмни черти на характера са естествено склонни към лидерски роли, установява ново проучване