Harry Potter and The Philosopher's Stone | A Cosmic Kids Yoga Adventure!
Les ratlles són comunes a les nostres vides. És un patró molt bàsic i fàcil de donar per fet.
Com a matemàtic aplicat que estudia com es formen els patrons a la natura, els patrons de ratlles que el peix zebra porta a través del seu cos i les seves aletes em fascin.
Fes un cop d'ull més de prop a les ratlles negres i daurades del peix zebra, i veureu cèl·lules de pigment de diferents colors, desenes de milers d'ells. M'agrada imaginar aquestes cèl·lules com a persones que caminen per una habitació plena de gent: igual que nosaltres, les cèl·lules es mouen i interactuen amb els seus veïns. Les ratlles apareixen perquè les cèl·lules instrueixen i senyalen amb molt de compte com es comporten. Fins i tot "es donen la mà" en algun sentit arribant a cel·les llunyanes.
Des d’una perspectiva matemàtica, les ratlles del peix zebra es troben en el camp de l’organització pròpia, un fenomen en el qual les persones interactuen per produir algun patró molt més gran que qualsevol individu, sense direccions externes. Els ramats d'aus i els peixos escolars són també exemples de naturalesa de l'organització pròpia. Ningú no es troba en un megàfon que diu direccions per tal que els ocells o les cèl·lules pigmentàries produeixin ratlles de peix, però, de manera extraordinària, s'organitzen per crear patrons.
Vegeu també: Els científics creuen una explicació competitiva per què les zebres tenen ratlles
Fins fa poc, la comunitat investigadora pensava que només hi havia dos tipus de cèl·lules involucrades en ratlles de peix zebra: ratlles negres i d'or, de manera que les cèl·lules negres i daurades. No obstant això, els experiments van mostrar que un tercer tipus de cèl·lula pigmentària - iridòfors blaus i de plata - és fonamental per a la formació de patrons. Traieu-la de la pell i el peix zebra té taques!
Llavors, com es conjuguen milers de cèl·lules de diferents colors en un cultiu de peixos zebra per formar constantment ratlles? Per ajudar a respondre a aquesta pregunta, vaig desenvolupar un model matemàtic en col·laboració amb el professor de matemàtiques aplicades Bjorn Sandstede. En el nostre model, les cèl·lules pigmentàries són punts de color seguint les regles i equacions prescrites sobre com es mouen, interactuen i canvien el seu color. Les cèl·lules amb diferents colors es comporten de diferents maneres. Hi ha un munt de preguntes sobre el peix zebra, així que vam decidir centrar-nos en els nouvinguts a l'escena: aquelles molestos i cel·les de plata.
La matemàtica ofereix una perspectiva diferent de les experiències biològiques típiques en peixos. Els biòlegs poden veure com es comporten les cèl·lules, però és més difícil deduir els senyals que hi ha darrere del seu comportament. Utilitzant models matemàtics, podem provar moltes interaccions cel·lulars possibles i suggerir quins són realment capaços d’explicar els comportaments que observen els biòlegs. Els biòlegs poden provar les nostres prediccions sobre peixos reals.
El nostre model suggereix que hi ha múltiples senyals en el treball que indiquen cèl·lules de plata i blaves a la pell dels peixos. Tots aquests senyals són redundants. Algunes pautes són totes les instruccions que pot necessitar una cel·la en un món perfecte, però el món no és perfecte. Per exemple, pensem que les cèl·lules negres properes assenyalen els iridòfors per canviar la seva densitat i el seu color. Però si no hi ha cap cel·la negra al voltant per transmetre aquest senyal, les cel·les d'or distants poden omplir-se i proporcionar les mateixes instruccions.
Vegeu també: Primer vídeo del sexe anglerós de la mar profunda
Es poden pensar en aquests senyals redundants com un munt de rellotges d’alarma diferents. Si teniu una reunió important al matí, podeu configurar un rellotge despertador, posar una notificació al vostre telèfon i demanar una trucada de despertador. Tot aquest tipus de redundància significa que probablement obtindreu un munt de signes per despertar-vos. Però, amb la possibilitat que el vostre telèfon mori o que la recepció oblidi de trucar, també vol dir que arribareu a la vostra reunió a temps. La redundància assegura el resultat desitjat, fins i tot si falla un senyal.
La mateixa idea pot estar treballant en peix zebra. El nostre model suggereix que les cèl·lules de diferents colors s'instrueixen constantment entre si. Això garanteix que els iridòfors blaus i de plata s’abrunquin amb indicacions de tots els costats sobre com comportar-se. Com que hi ha múltiples senyals, els fracassos ocasionals no perden massa els patrons. El resultat: ratlles fiables.
Per què és important? Els gens del peix zebra són sorprenentment similars als gens humans. En entendre com les cèl·lules pigmentàries interactuen en el peix zebra normal i mutat, els investigadors poden començar a relacionar els gens amb la seva funció.
La història de com els patrons de peix zebra no es completen encara. Ara com ara, la propera vegada que vegeu un peix de ratlles, considereu aturar-vos un moment per reconèixer totes les cèl·lules pigmentàries de la feina fetes per crear aquest patró. Aquestes ratlles fiables són bastant sorprenents.
Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation by Alexandria Volkening. Llegiu l'article original aquí.
Mala en matemàtiques? Entrevistes amb nens mostren els efectes paralitzants de l'ansietat matemàtica
Qualsevol que pensi que està malament en matemàtiques sap que l'ansietat matemàtica és una condició real que pot fer que les tasques simples de matemàtiques siguin estressants. En un nou informe, els científics de la "Universitat de Cambridge" suggereixen que es necessita un peatge més gran del que abans pensàvem.
Els pares ansiosos de les matemàtiques reprodueixen els nens amb ansietat matemàtica
Si les matemàtiques fan malbé els vostres pares, no els demaneu ajuda sobre la tasca de la persona que es triga. Les noves investigacions de la Universitat de Chicago publicades a la revista Psychological Science mostren que els pares ansiosos per a les matemàtiques transmeten aquesta tensió als seus fills quan intenten ajudar amb la tasca. Es recomana als pares que participin activament en ...
Per què tenen zebras les ratlles? Els científics fan fora la hipòtesi de la temperatura
En un estudi publicat a l'edició de juny de "Scientific Reports", un equip d'investigadors internacionals explica que hi ha fins a 18 teories de les possibles funcions de les ratlles de zebra. Una teoria és que les zebres tenen pell de ratlles per ajudar-los a mantenir-se fresc, però aquest estudi diu que això està malament.