Patrons

T'ha cridat l'atenció aquest vídeo? Per què?

La majoria de les persones dirien que el moviment del guepard és hipnòtic, però pocs se centren realment en el patró que forma el pelatge de l'animal. És al·lucinant!

Hi ha molts animals que presenten patrons en la seva pell. Aquests animals es poden trobar en qualsevol lloc de la naturalesa, des de la mar fins al cel. Aquí hi ha alguns exemples acolorits:

Durant moltes dècades, els científics no sabien com es formaven aquests atractius patrons. Pensaven que els gens "sabien" quina substància necessitaven produir. No obstant això, per a fer-ho, els gens havien de descobrir la seva pròpia posició, però no tenien manera de fer-ho.

En 1952, Alan Turing va crear un model en el qual explicava de manera senzilla la formació de patrons en una dimensió. Era una idealització, no obstant això, la seva explicació va funcionar molt bé. Va establir que, sorprenentment, els patrons són una conseqüència del fenomen de reacció-difusió. És una combinació entre les reaccions químiques i la difusió d'aquestes substàncies. En la majoria dels casos, aquest model produeix l'homogeneïtzació del sistema, la qual cosa significa que el nivell d'una determinada substància és igual a tot arreu. Però, una inestabilitat de no equilibri dóna lloc a la formació d'un patró.

James D. Murray va ampliar el model de Turing a dues dimensions. Va obtenir que, utilitzant el mateix model, el tipus de patró depèn de la forma de la superfície bidimensional. El cos del guepard té taques mentre que la cua del guepard té ratlles. Això es deu al fet que la cua és com un rectangle allargat mentre que el cos és més ampli. En els animals terrestres la melanina és la responsable de la pigmentació de la pell. Resolent les equacions de Turing i canviant la forma bidimensional, es poden obtenir diferents tipus de patrons.

La imatge anterior es va obtenir a partir d'una solució numèrica seguint les idees de Murray. Totes dues imatges són una recreació d'una forma rectangular, però la primera és més estreta que la segona. Els Sistemes Complexos ens ajuden a entendre els patrons dels animals. No és sorprenent?

Si vols practicar els continguts d'aquesta secció, en la secció de Jocs hi ha un relacionat amb aquest tema.