За‌ ‌земекопите,‌ ‌математиката‌ ‌и‌ ‌медицината‌ ‌



Разговаряме с преподавателя в Лондонския колеж „Куин Мери“ д-р Стивън ле Комбер за дълголетните бозайници, които не се разболяват от рак, и за връзката им с фракталите



Изглеждате запленен от голите земекопи (вид африкански бозайници, известни още като голи къртичести плъхове). Какво ги прави толкова уникални?

Така е! Те са интересни по много причини. Първо, голите земекопи демонстрират една крайна форма на социалност, наречена еусоциално поведение – в общи линии те са бозайници, които си мислят, че са социални насекоми. И точно както при някои видове мравки или пчели една тяхна колония, която може да наброява 300 животни, има една-единствена царица за разплод, 1–2 репродуктивни мъжки животни и цял куп работници. Tъй като тази особеност се е развила при два независими един от друг вида африкански земекопи (голите са само един от видовете в тази група), а другият демонстрира по-ограничено социално поведение или усамотено поведение (освен когато мъжкият и женската се събират, за да се размножат), с мои колеги се запитахме какво мотивира това социално поведение. Отговорът е хипотезата „суша –разпределение на храна“ (според която социалността при земекопите е еволюирала в отговор на характеристиките на валежите, ефекта им върху разпределението на храната и последващите условия и рискове при събирането на храна и разпространението на животните).

Гол земекоп

Как е свързано това поведение с математиката?

Една от причините, поради които обичам да изучавам математика, е, че едни и същи математически принципи често може да са в основата на две наглед различни неща. Въпреки че голите земекопи не извършват каквито и да е изчисления, се оказва, че фракталната размерност е добър начин да бъде описана архитектурата на дупките им. (Фракталът е структура, за която се установява нетривиално самоподобие със собствените ѝ части. Представя се като геометричен обект, който е радикално „начупен“. Фракталната размерност пък е съотношение, осигуряващо статистически индекс за сложност, който сравнява как детайлът в един модел се променя в зависимост от мащаба, при който е измерван.) В този смисъл дупки с висока фрактална размерност усвояват заобикалящата среда по-ефикасно. Това е важно, защото животните използват тези тунели, за да си набавят храна.

С какво всичко това може да допринесе за съвременната медицина?

Въпреки че учените първоначално бяха привлечени от социалното поведение на голите земекопи, сега вече знаем, че те почти никога не се разболяват от рак. Това заболяване е било открито само при няколко животни измежду много хиляди. Освен това те живеят много по-дълго от повечето бозайници с техните размери. Докато средната продължителност на живота при почти всички други бозайници с такива размери е 2–3 години, някои от голите земекопи, които наблюдаваме, са почти на 40. Изучаването на молекулярните механизми, които обуславят резистентността им към рак и дълголетието им, може да е от голяма полза за медицината.

Фракталите са навсякъде в природата, включително и в самоподобните форми на броколи романеско.

Значи голите земекопи биха могли да ни приближат една крачка по-близо до излекуването на рака?

Определено. В тази област активно се провеждат изследвания. Разбира се, между голите земекопи и хората има важни разлики, но разбирането на начините, по които работи тяхната устойчивост на рак, може да даде ценни насоки на изследователите, работещи върху рака при хората.

Къде другаде в природата, освен в дупките на голите земекопи, можем да открием фрактална геометрия?

Тя е навсякъде! Най-известни са примерите с крайбрежните ивици и планинските вериги, но също при разклоняването на кръвоносните съдове и при бронхите в човешкия бял дроб, в реките и дърветата. Точно затова можем да използваме фракталите, за да създаваме реалистични пейзажи във видеоигрите и филмите, например в „Пазители на Галактиката Vol. 2“.

В този смисъл фракталите имат място и в изкуството?

Разбира се, чисто визуалните мотиви са красиви, но същото се отнася и за математиката! Фракталите сами по себе си са изкуство!

Стивън ле Комбер беше гост на събитието Ratio presents: Fractals, а повече информация ще откриете на сайта на организаторите ratio.bg.

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.