Οι ερευνητές ανακάλυψαν έναν παγκόσμιο μαθηματικό τύπο που μπορεί να περιγράψει το αυγό οποιουδήποτε πουλιού που υπάρχει στη φύση. Πρόκειται για ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση όχι μόνο του ίδιου του σχήματος του αυγού, αλλά και του πώς και γιατί εξελίχτηκε, καθιστώντας έτσι δυνατές ευρείες βιολογικές και τεχνολογικές εφαρμογές.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κεντ, το Ερευνητικό Ινστιτούτο Περιβαλλοντικής Θεραπείας και τη Vita-Market Ltd ανακάλυψαν μια καθολική μαθηματική φόρμουλα που μπορεί να περιγράψει οποιοδήποτε αυγό πουλιών υπάρχει στη φύση, ένα κατόρθωμα που ήταν ανεπιτυχές μέχρι τώρα.
Το σχήμα του αυγού έχει προσελκύσει εδώ και καιρό την προσοχή μαθηματικών, μηχανικών και βιολόγων. Το σχήμα του, χαρακτηρίζεται ως αρκετά μεγάλο για να επωάσει ένα έμβρυο, αρκετά μικρό ώστε να βγαίνει από το σώμα με τον πιο αποτελεσματικό τρόπο, να μην κυλάει μόλις βγει, να είναι δομικά υγιές ώστε να αντέχει το βάρος και να είναι η αρχή της ζωής. Το σχήμα του αυγού έχει πάρει τον τίτλο «το τέλειο σχήμα».
Η ανάλυση όλων των σχημάτων αυγών χρησιμοποίησε τέσσερα γεωμετρικά σχήματα: σφαίρα, ελλειψοειδές, ωοειδές και πυροειδές (κωνικό ή σε σχήμα αχλαδιού).
Για να το διορθώσουν, οι ερευνητές εισήγαγαν μια πρόσθετη συνάρτηση στον ωοειδή τύπο, αναπτύσσοντας ένα μαθηματικό μοντέλο που ταιριάζει σε ένα εντελώς νέο γεωμετρικό σχήμα που χαρακτηρίζεται ως το τελευταίο στάδιο στην εξέλιξη της σφαίρας-ελλειψοειδούς, το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί σε οποιαδήποτε γεωμετρία αυγού.
Αυτός ο νέος καθολικός μαθηματικός τύπος για το σχήμα του αυγού βασίζεται σε τέσσερις παραμέτρους: μήκος αυγού, μέγιστο πλάτος, μετατόπιση του κάθετου άξονα και διάμετρο στο ένα τέταρτο του μήκους του αυγού.
Αυτή η πολυπόθητη καθολική φόρμουλα είναι ένα σημαντικό βήμα για την κατανόηση όχι μόνο του ίδιου του σχήματος του αυγού, αλλά και του πώς και γιατί εξελίχτηκε, καθιστώντας έτσι δυνατές εκτεταμένες βιολογικές και τεχνολογικές εφαρμογές.
Οι μαθηματικές περιγραφές όλων των βασικών σχημάτων αυγών έχουν ήδη βρει εφαρμογές στην έρευνα τροφίμων, τη μηχανολογία, τη γεωργία, τις βιοεπιστήμες, την αρχιτεκτονική και την αεροναυπηγική. Για παράδειγμα, αυτός ο τύπος μπορεί να εφαρμοστεί στη μηχανική κατασκευή αγγείων λεπτού τοιχώματος σχήματος αυγού, τα οποία θα πρέπει να είναι ισχυρότερα από τα τυπικά σφαιρικά.
Αυτή η νέα φόρμουλα είναι μια σημαντική ανακάλυψη με πολλαπλές εφαρμογές όπως:
- Αρμόδια επιστημονική περιγραφή βιολογικού αντικειμένου. Τώρα που ένα αυγό μπορεί να περιγραφεί μέσω μαθηματικού τύπου, η εργασία σε τομείς της βιολογικής συστηματικής, η βελτιστοποίηση των τεχνολογικών παραμέτρων, η επώαση των αυγών και η επιλογή των πουλερικών θα απλοποιηθούν σημαντικά.
- Ακριβής και απλός προσδιορισμός των φυσικών χαρακτηριστικών ενός βιολογικού αντικειμένου. Οι εξωτερικές ιδιότητες ενός αυγού είναι ζωτικής σημασίας για ερευνητές και μηχανικούς που αναπτύσσουν τεχνολογίες για την επώαση, την επεξεργασία, την αποθήκευση και τη διαλογή των αυγών.
- Μελλοντική μηχανική εμπνευσμένη από τη βιολογία. Το αυγό είναι ένα φυσικό βιολογικό σύστημα που μελετάται για το σχεδιασμό μηχανικών συστημάτων και τεχνολογιών αιχμής. Η γεωμετρική φιγούρα σε σχήμα αυγού υιοθετείται στην αρχιτεκτονική, όπως η οροφή του Δημαρχείου του Λονδίνου και το Gherkin, και η κατασκευή καθώς μπορεί να αντέξει τα μέγιστα φορτία με ελάχιστη κατανάλωση υλικών, στα οποία αυτή η φόρμουλα μπορεί πλέον να εφαρμοστεί εύκολα.
Ο Ντάρεν Γκρίφιν, καθηγητής Γενετικής στο Πανεπιστήμιο του Κεντ και το PI για την έρευνα, δήλωσε: «Οι βιολογικές εξελικτικές διαδικασίες όπως ο σχηματισμός ωαρίων πρέπει να διερευνηθούν για μαθηματική περιγραφή ως βάση για έρευνα στην εξελικτική βιολογία, όπως αποδεικνύεται με αυτόν τον τύπο. Η φόρμουλα μπορεί να εφαρμοστεί σε θεμελιώδεις κλάδους, ειδικά στη βιομηχανία τροφίμων και πουλερικών, και θα χρησιμεύσει ως ώθηση για περαιτέρω έρευνες εμπνευσμένες από το αυγό ως ερευνητικό αντικείμενο».
Ο Δρ Michael Romanov, Επισκέπτης Ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Κεντ, δήλωσε: “Αυτή η μαθηματική εξίσωση υπογραμμίζει την κατανόηση και την εκτίμησή μας για μια συγκεκριμένη φιλοσοφική αρμονία μεταξύ μαθηματικών και βιολογίας, και μέσα από αυτά να ανακαλύψουμε έναν τρόπο για περαιτέρω κατανόηση του σύμπαντός μας».
Ο Δρ Valeriy Narushin, πρώην επισκέπτης ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Κεντ, δήλωσε: “Ανυπομονούμε να δούμε την εφαρμογή αυτής της φόρμουλας σε βιομηχανίες, από την τέχνη στην τεχνολογία, την αρχιτεκτονική στη γεωργία. Αυτή η ανακάλυψη αποκαλύπτει γιατί είναι απαραίτητη μια τέτοια συλλογική έρευνα από διαφορετικούς κλάδους .”
Η εργασία “Egg and math: introducing a universal formula for egg shape” δημοσιεύεται στο Annals of the New York Academy of Sciences (Valeriy G. Narushin, Research Institute for Environment Treatment and Vita-Market Ltd, Ουκρανία· Dr Michael N. Romanov , Πανεπιστήμιο του Κεντ· καθηγητής Darren K. Griffin, Πανεπιστήμιο του Κεντ).
Πηγή: Sience Daily
Ακολουθήστε το Cibum 
