Hortenzia, Gergő
-1 °C
8 °C

A Turing-minta alapján temetkeznek a hangyák

2002.07.10. 15:14
A hangyák ugyanazon minta szerint rendezik el halott társaik tetemeit, ami az állatok bundáján, vagy a déltengeri kagylók héján megjelenő alakzatokban is fellelhető. Ezeket a mintázatokat Alan Turing matematikus fedezte fel mintegy fél évszázada. A hangyák temetkezési szokásainak megfigyelése során végre bebizonyosodott, hogy az alakzatok nagyobb rendszerekben, például rovarkolóniákban is kialakulnak.
A Turing-mintázatokat Alan Turing matematikusról nevezték el, aki egyébként számos, a komputerek fejlődését megalapozó elméletet is kidolgozott. Ötven évvel ezelőtt előállt egy, a természetben megjelenő geometriai alakzatok elrendeződésével foglalkozó elképzeléssel. Az elméletet az egysejtű embrió összetett szervezetté fejlődésének folyamatát kutatva fejlesztette ki.

A matematikus kimutatta, hogy a kezdetben egyenletes eloszlású molekulák a kémiai reakciók során foltokba rendeződnek, elképzelése szerint az embriót felépítő molekulák is hasonlóképpen viselkedhetnek. Turing egyébként a II. világháborús titkosítógép, az Enigma kódolt üzeneteinek megfejtésében is részt vett.

Aktiválás és gátlás

Akkoriban Turing természetesen nem vehette igénybe számítógépek segítségét, így számos ponton le kellett egyszerűsítenie az elméletet. Ezért a biológusok évtizedekig nem vették figyelembe munkáját. A hetvenes években két német kutató, Alfred Gierer és Hans Meinhardt bizonyította be, hogy a Turing által leírt modell sokkal általánosabb folyamatok leírására is alkalmas.

Szerintük a minta kialakulását két folyamat befolyásolja: az aktiválás és a gátlás. Az aktiválás egyfajta visszacsatolási folyamat, amely felerősíti az összetevők valamelyikének koncentrációjában beálló kisebb változásokat, a gátlás pedig egy korlátozó folyamat, amely megakadályozza újabb foltok kialakulását hasonló, már létrejött foltok közelében.

Öngerjesztő folyamat

A hangyák temetkezési szokásainak megfigyelése során végre bebizonyosodott, hogy a minták nagyobb rendszerekben, például rovarkolóniákban is kialakulnak, mondta a Nature magazinnak Guy Theraulaz, a toulouse-i Paul Sabatier egyetem munkatársa.

A hangyák természetesen nem egyeznek meg előre, hogy hol lesz a temetők helye. Valamiképpen azonban az egyéni, koordinálatlan temetkezési akciók során órákon belül egyenletesen elhelyezett kupacok jönnek létre. Theraulaz és kollégái szerint a jelenség hátterében egy öngerjesztő folyamat áll, a hangyák ugyanis jobban szeretik a tetemeket egy már létező halomra tenni, mint egyéb helyekre. Mivel a tetemek halomba hordása a környező területet felszabadítja, új temetők nem jönnek létre a már létezők közelében.

Ez az első laboratóriumi bizonyíték

A kutatók a folyamat leírására kidolgoztak egy matemetikai modellt, amely az aktiválás-gátlás mechanizmusán alapszik. Úgy tűnik, hogy a modellt igazolják a hangyák megfigyelése során szerzett tapasztalatok. Az aktiválás-gátlás elméletével korábban a ragadozók és zsákmányaik adott élőhelyen való eloszlását is meg akarták magyarázni, azonban ez az első alkalom, hogy egy ilyen típusú rendszerről laboratóriumi körülmények között bebizonyosodott, hogy a Turing által leírt folyamat a kolóniák és az ökoszisztémák szintjén is működik.

Köszönjük, hogy minket olvasol minden nap!

Ha szeretnél még sokáig sok ilyen, vagy még jobb cikket olvasni az Indexen, ha szeretnéd, ha még lenne független, nagy elérésű sajtó Magyarországon, amit vidéken és a határon túl is olvasnak, akkor támogasd az Indexet!

Tudj meg többet az Index támogatói kampányáról!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?