В задаче описать свойства узора на коже детальный подход может быть избыточен

N+1Наука

Модель Изинга описала узор на спине глазчатой ящерицы

Николай Мартыненко

Участок кожи на спине глазчатой ящерицы (сверху) и эволюция узора на нем во времени (снизу). Источник: Szabolcs Zakany, Stanislav Smirnov and Michel Milinkovitch / Physical Review Letters, 2022

Ученые применили модель Изинга (которая определяет распределение вероятностей в системе спинов через энергию их взаимодействия друг с другом и со внешним полем) для описания узора на коже глазчатой ящерицы Timon lepidus. Как сообщается в статье, опубликованной в Physical Review Letters, исследователям удалось подобрать два свободных параметра этой модели так, чтобы результат ее предсказаний согласовывался с реально наблюдаемыми узорами и прогнозами прежней модели на основе клеточных автоматов (содержащей 14 свободных параметров).

Считается, что в основе формирования узоров на коже животных на микроскопическом уровне лежат реакционно-диффузные процессы — такие, в которых химические вещества одновременно реагируют друг с другом и диффундируют в среде (тканях животного). Математические основы такого описания заложил Алан Тьюринг еще в 1952 году.

Тем не менее, когда речь идет о задаче описать свойства узора на коже только в макроскопическом масштабе, такой детальный подход может быть избыточен. Так, в 2017 году исследователи на примере ящерицы Timon lepidusпоказали, что его можно заменить упрощенными вычислениями на более крупном масштабе — в рамках эффективной модели клеточных автоматов.

Суть этого подхода в том, что каждая «клетка» — участок кожи, — имеет конечное число доступных состояний (в простейшем случае — всего два, как в игре «Жизнь») — цветов. В ходе пошаговой эволюции системы каждая «клетка» отслеживает состояние своих соседей и, в зависимости от этого, либо сохраняет состояние на следующем шаге, либо меняет его (наблюдения за взрослеющими особями ящериц показали, что подобное происходит и с окраской чешуек на их коже). В такой алгоритм достаточно заложить начальное распределение состояний и правила переходов в другие состояния — однако появляется свыше десятка свободных параметров, что мотивирует искать еще более простые подходы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В горгонопсе с Мальорки заподозрили древнейшего представителя терапсид В горгонопсе с Мальорки заподозрили древнейшего представителя терапсид

Ученые обнаружили на острове Мальорка в Средиземном море остатки горгонопса

N+1
Евгений Матвеев. Любовь земная. Интервью с дочерью актера Светланой Евгений Матвеев. Любовь земная. Интервью с дочерью актера Светланой

Дочь Евгения Матвеева рассказывает о своем знаменитом отце

Караван историй
Вселенная, возможно, вращается, но очень медленно Вселенная, возможно, вращается, но очень медленно

Как открытие вращения Вселенной может решить загадку «напряжения Хаббла»

ТехИнсайдер
Археологи раскопали в Сербии два кургана ямной культуры Археологи раскопали в Сербии два кургана ямной культуры

Археологи исследовали в Сербии два кургана, возведенных около 2900 года до н. э.

N+1
10 крупных секс-скандалов шоу-бизнеса, не считая Пи Дидди 10 крупных секс-скандалов шоу-бизнеса, не считая Пи Дидди

Как звезды теряли свой моральный облик и к чему это приводило

Maxim
Генетический анализ стотысячной выборки подтвердил нейрососудистое происхождение мигрени Генетический анализ стотысячной выборки подтвердил нейрососудистое происхождение мигрени

Как связана генетика и мигрень?

N+1
Аза Лихитченко: «Какая я, к черту, артистка!» Аза Лихитченко: «Какая я, к черту, артистка!»

Окончив Школу-студию МХАТ, она посвятила профессии меньше месяца

Коллекция. Караван историй
«Земля, одержимая демонами: Ведьмы, целители и призраки прошлого в послевоенной Германии» «Земля, одержимая демонами: Ведьмы, целители и призраки прошлого в послевоенной Германии»

Отрывок из книги Моники Блэк о вере немцев в сверхъестественное

N+1
Топ 5 бюджетных, но очень надежных смартфонов Топ 5 бюджетных, но очень надежных смартфонов

Зачем платить огромные деньги? Можно купить дешевое и качественное устройство

Популярная механика
Время любить Время любить

Общество долгое время отказывало в праве на секс тем, кому за 60

Vogue
7 самых дорогих ретромобилей в истории 7 самых дорогих ретромобилей в истории

Взгляните на самые дорогие автомобили, когда-либо продававшиеся на аукционе

Популярная механика
Близнецы: характеристика знака зодиака Близнецы: характеристика знака зодиака

Близнецы — это изменчивый воздушный знак

Cosmopolitan
Порнография: как молодежь получает половое воспитание? Порнография: как молодежь получает половое воспитание?

Почему многие воспринимают порнографию как ресурс о половом воспитании?

Популярная механика
О пользе интересной жизни О пользе интересной жизни

Чем интереснее мозгу жить, тем лучше он работает

Наука и жизнь
Чай с Лимоновым Чай с Лимоновым

Сергей Николаевич делится своими воспоминаниями о Эдуарде Лимонове

СНОБ
Военные инновации Военные инновации

Американские научные агентства обеспечивают весь мир прорывными технологиями

Наука
Эти модели лучше не покупать: список самых ненадежных автомобилей Эти модели лучше не покупать: список самых ненадежных автомобилей

Проблемные авто: от кроссоверов и электрокаров до доступных «бюджетников»

РБК
Место встреч: Междуречье Место встреч: Междуречье

Месопотамия – исторический регион в Турции, охватывающий долины Евфрата и Тигра

Вокруг света
От исландского до эскимосского: какой самый сложный язык в мире От исландского до эскимосского: какой самый сложный язык в мире

Уже освоил английский, немецкий, французский и испанский?

Playboy
Почему мужчины возвращаются к первым женам? Почему мужчины возвращаются к первым женам?

Она – королева-мать, точка отсчёта, тихая гавань или ночной ужас…

VOICE
Не боги Олимп покоряют Не боги Олимп покоряют

Герои этого материала — люди, чей характер сильнее всякой физики

Men’s Health
Советские модели, которыми мы гордимся: они получали награды за рубежом Советские модели, которыми мы гордимся: они получали награды за рубежом

Начиная с 1958 года СССР регулярно участвовал в международных выставках

РБК
Мирись, мирись, мирись: что расскажет о мужчине его поведение после ссоры Мирись, мирись, мирись: что расскажет о мужчине его поведение после ссоры

По тому, как мужчина ведет себя после ссоры, ты можешь многое о нем узнать

VOICE
Археологи нашли древнекорякские погребения в отвесных скалах Археологи нашли древнекорякские погребения в отвесных скалах

Остатки жилищ, многочисленные артефакты из камня, кости и дерева

N+1
Выживут только инфорги Выживут только инфорги

«Инфорги» — люди, которые придут на смену Homo Sapiens

Популярная механика
Владимир Битоков: «Кино необязательно снимать через преодоление» Владимир Битоков: «Кино необязательно снимать через преодоление»

Режиссер Владимир Битоков рассказывает о жизни и кино

РБК
Цель в квадрате: что такое матрица Эйзенхауэра и как применять ее в тайм-менеджменте Цель в квадрате: что такое матрица Эйзенхауэра и как применять ее в тайм-менеджменте

Метод Эйзенхауэра — система, позволяющая вычленить важные и срочные дела

Forbes
Лига справедливости Лига справедливости

Красивая модная пара — бизнесмен Александр Чистяков и певица Глюк’oZa

Tatler
Интерьер для киномана Интерьер для киномана

.Квартира, оформленная в современной эстетике

Идеи Вашего Дома
Как восстановить удаленные фото на iPhone: 4 простых способа Как восстановить удаленные фото на iPhone: 4 простых способа

4 способа, которые помогут восстановить удаленные файлы на айфон

CHIP
Открыть в приложении