Algoritam gušterove kože

Međutim, novom studijom koju su sproveli biolozi, fizičari i matematičari sa Univerziteta u Ženevi o ljuskastoj koži guštera, prvi put u istoriji su među živim bićima uočeni ćelijski automati, do sada uglavnom korišćeni za računarsku simulaciju raznih promena u biološkim i drugim dinamičkim sistemima. Ženevski tim je pokazao da se tokom godina boja ljuske guštera zvanog okati zelembać menja, te da se Tjuringov mehanizam transformiše u pravila ćelijskih automata. Ovim istraživanjem oni su napravili biološku poveznicu između matematičkog rada Alana Tjuringa i tvorca ćelijskih automata Džona fon Nojmana. Okati zelembać se najčešće može videti u primorskim krajevima, i to u vinogradima i maslinjacima. Skoro pet hiljada ljuski prekriva njegovo telo. One su po rođenju braon ili bele boje, međutim, po dostizanju polne zrelosti boje se transformišu u crnu i zelenu. Naoko su ove promene prilično upadljive, imajući u vidu da je okati zelembać izuzetno velik gušter.

Zapravo, smatraju ga najvećim i najelegantnijim evropskim gušterom. Dužine je uglavnom između trideset šezdeset centimetara, ponekad dostigne i čitavih devedeset, a gotovo dve trećine njegovog tela čini rep. Ženevski tim je za potrebe proučavanja njihove kože posmatrao razvoj tri guštera u periodu od četiri godine. Oni su na početku istraživanja bili stari svega dve nedelje. Međutim, i pored procesa kompletne promene boje tokom odrastanja, najzanimljivija zapažanja desila su se kod već odraslih zelembaća. Veliki broj pojedinačnih zelenih i crnih ljuski nastavio je da se menja, prelazeći iz zelene u crnu i obratno. U početku se činilo da su ove promene nasumične, međutim, daljim posmatranjem posumnjali su da je ipak u pitanju algoritam, i to algoritam za kreiranje ćelijskih automata. Ukoliko je zelena ljuska bila okružena mnoštvom zelenih, činilo se da će sasvim sigurno postati crna. Ukoliko se oko nje nije nalazila nijedna zelena ljuska, ostajala bi zelena. Svaka ljuska je „imala“ informaciju o tome koje je boje svaki od njenih suseda, i na osnovu toga je birala svoju boju. Međutim, kako gušteri prave ovakve šablone? Koristeći numeričke simulacije, naučnici otkrivaju da diskretni Fon Nojmanov ćelijski automat proizilazi iz kontinualnog sistema koji je Alan Tjuring nazvao „reakcija-difuzija“. Ovaj model koji je Tjuring predstavio pedesetih godina, pokazao je na koji način se razni oblici i šare pojavljuju kod živih bića. U matematičkom smislu, to je diferencijalna jednačina koja objašnjava, npr. kako hemijske reakcije mogu da stvore pruge na ribi zebrici i šare na leopardu.

U saradnji sa Centrom za promociju nauke, „Danas“ predstavlja izabrane priče sa naučnopopularnog portala elementarium.cpn.rs