Дивовижна природа. Математики знайшли дуже дивний зв’язок між смужками зебри та сперматозоїдами

Коливання хвоста сперматозоїда створюють візерунки, схожі на смужки на тілі зебри (Фото:EcoPic/Depositphotos)

Математики Гермес Блумфілд-Гаделха і його аспірант Джеймс Касс провели несподіване дослідження. Під час своєї роботи вони виявили, що між смужками на тілі зебри та хвостами сперматозоїдів існує зв’язок.

Висновки вчених опубліковано в журналі Nature Communications. За основу математики взяли ідею Алан Тюрінга про те, що в природі виникають хвилясті або плямисті візерунки. Знаменитий дослідник описав реакційно-дифузійні системи, в яких біологічні візерунки можуть виникати внаслідок реакції молекул, що переміщуються в просторі.

Учені створили модель, щоб описати обертальний рух хвоста сперматозоїда — джгутика. Як з’ясувалося, «динаміка реакції-дифузії добре пояснює спостережувані моделі джгутикового биття». Коливання були аналогічні тим, які зафіксовано в хімічних системах.

Биття джгутика починається з молекулярних моторів біля його основи. А далі воно хвилями поширюється висячою структурою. Саме цей процес і змоделювали за допомогою динаміки реакції-дифузії. У результаті виявилося, що рухи створюють полосоподібні візерунки. Вони дуже схожі на чорно-біле забарвлення зебр.

«Ми показали, що за цим математичним „рецептом“ слідують два дуже далеких види — сперматозоїд бика і Chlamydomonas, зеленої водорості, яку використовують як модельний організм в усій науці, — що говорить про те, що природа відтворює подібні рішення», — підсумував Блумфілд-Гаделха.