Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το φυτό Pilea peperomioides, ευρέως γνωστό ως «Chinese money plant», κρύβει ένα εντυπωσιακό μαθηματικό μυστικό στα φύλλα του: ένα φυσικό γεωμετρικό μοτίβο γνωστό ως διάγραμμα Voronoi. Αυτό το εύρημα, που συνήθως συνδέεται με τον πολεοδομικό σχεδιασμό, την επιστήμη των υπολογιστών και το σχεδιασμό δικτύων, αποκαλύπτει πώς η φύση επιλύει περίπλοκα προβλήματα απόστασης και χώρου χωρίς συνειδητή μέτρηση.
Ο Αναπληρωτής Καθηγητής Saket Navlakha από το Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) και η μεταδιδακτορική ερευνήτρια Cici Zheng μελέτησαν τις δομές των φύλλων του δημοφιλούς αυτού φυτού εσωτερικού χώρου. Χαρτογραφώντας τους μικροσκοπικούς πόρους, γνωστούς ως υδατώδεις (hydathodes), και το δίκτυο των φλεβών που τους περιβάλλουν, διαπίστωσαν ότι η οργάνωση του φύλλου ακολουθεί την ίδια κομψή χωρική λογική που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για τη βελτιστοποίηση των σχολικών περιφερειών ή των σταθμών βάσης κινητής τηλεφωνίας.
«Τα διαγράμματα Voronoi χρησιμοποιούνται εδώ και αιώνες σε ποικίλες εφαρμογές, από τον αστικό σχεδιασμό μέχρι το σχεδιασμό δικτύων», εξηγεί ο Navlakha. Παρόλο που παρόμοια μοτίβα έχουν παρατηρηθεί στη φύση, όπως στις κηλίδες της καμηλοπάρδαλης, η περίπτωση του Pilea peperomioides αποτελεί μια σπάνια εξαίρεση όπου τα κεντρικά σημεία του διαγράμματος είναι σαφώς καθορισμένα από τους πόρους του φυτού.
Συνεργαζόμενοι με τον Przemysław Prusinkiewicz, ειδικό στον σχηματισμό των φλεβών των φυτών, οι ερευνητές ταυτοποίησαν τον «φυσικό αλγόριθμο» που είναι υπεύθυνος για τη δημιουργία αυτού του δικτύου. Η Cici Zheng επισημαίνει: «Σε αντίθεση με τους ανθρώπους, τα φυτά δεν μπορούν να μετρήσουν ρητά τις αποστάσεις. Αντίθετα, βασίζονται σε τοπικές βιολογικές αλληλεπιδράσεις για να επιτύχουν την ίδια λύση Voronoi».
Η ανακάλυψη αυτή αναδεικνύει πώς οι ζωντανοί οργανισμοί μπορούν να δημιουργήσουν εξαιρετικά οργανωμένα συστήματα χωρίς κεντρικό σχεδιασμό. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η περαιτέρω μελέτη αυτών των μοτίβων θα ρίξει φως στον τρόπο με τον οποίο τα φυτά επιλύουν περίπλοκες βιολογικές προκλήσεις και θα βοηθήσει στην κατανόηση των μαθηματικών αρχών που διαμορφώνουν την εξέλιξη και την ανάπτυξη της ζωής.
Βιβλιογραφία:
sciencedaily.com