Модель Тьюринга объяснила происхождение таинственных кругов на полях

Работа Алана Тьюринга легла в основу большинства современных вычислений и даже частично помогла спасти мир от фашизма, но в последние годы на первый план вышла одна из его теорий, которыми ранее пренебрегали.

Тьюринг полагал, что определенные биологические явления можно объяснить системой «реакция-диффузия», где две силы действуют друг против друга, доминируя на разных уровнях, создавая удивительно сложные паттерны. За годы, прошедшие с тех пор, как его работа была подтверждена экспериментально , были выявлены многочисленные примеры процесса Тьюринга, в том числе последний, объясняющий загадочные круги травы в австралийской пустыне.

Голые круглые участки в Намибии и Анголе диаметром от 4 до 10 метров были названы «волшебными кругами» в честь грибных колец аналогичной формы европейских лесов. Каждый круг имеет шесть соседей, поэтому они образуют шестиугольную решетку поперек Пустынный ландшафт. Когда-то приписываемые термитам, загадка еще больше усилилась, когда в одном районе пустыни Западной Австралии были обнаружены похожие формы, которые заметно отличались от образовавшихся термитами пустот в других местах.

Д-р Стефан Гетцин из Геттингенского университета изучил круги Западной Австралии, окруженные травами триодии, включая их восстановление после пожаров. Помимо подтверждения того, что модель Тьюринга является причиной их форм, Гетцен и соавторы сообщают в Journal of Ecology о роли, которую эти круги играют в местных экосистемах.

Механизмы Тьюринга возникают, когда активатор дает положительную обратную связь на более коротких дистанциях, а ингибитор берет верх дальше от источника. Такая диффузия приводит к образованию пятен леопарда, при этом активатор распространяет фермент, который делает мех темным, в то время как ингибитор оставляет желтые участки вокруг.

Часть австралийской Пилбары к востоку от города Ньюман настолько засушлива, что наличие воды является главным ограничивающим фактором для жизни. Глиняная почва кругов отталкивает немного дождя, производя сток. Там, где травы приживаются, они образуют барьер, который задерживает этот сток, а также охлаждает почву в самые жаркие часы дня. Это служит активатором ближнего действия для других семян травы, создавая сообщества по краю кругов. Однако, улавливая так много самого ценного ресурса, травы подавляют любой рост внутри кругов.

Если Тьюринг был прав, предположил Гетцен, травы на краю кругов фей должны быть более здоровыми и быстрее расти по сравнению со случайно распределенными травами с «низкой жизнеспособностью». Тщательные наблюдения за пятью участками в один гектар подтвердили гипотезу.

aobe.ru | Актуальные новости России и мира