Мотивите в природата

Теорията на Тюринг за биологичните модели се оказа вярна

Прогнозата на Алън Тюринг

През 50-те години на ХХ век математикът Алън Тюринг предлага теория, за да обясни как възникват моделите в природата. Той твърди, че две химични вещества, активатор и инхибитор, работят заедно, за да създадат тези модели. Активаторът задейства формирането на модел, докато инхибиторът го потиска. Този повтарящ се цикъл води до развитието на редовни шарки, като ивици, петна и спирали.

Експериментални доказателства

В продължение на десетилетия теорията на Тюринг остава непроверена. Но наскоро изследователи откриха експериментални доказателства в нейна подкрепа. Като изучават развитието на небните ръбове при мишки, те откриват, че активаторът FGF и инхибиторът SHH играят решаваща роля при образуването на ръбовете. Когато FGF е изключен, при мишките се наблюдават бледи ръбове. Обратно, когато е изключен SHH, ръбовете се сливат в една единствена могила. Това показва, че активаторът и инхибиторът си взаимодействат, точно както е предвидил Тюринг.

Активаторно-инхибиторен модел

Активаторно-инхибиторният модел на Тюринг се превръща във фундаментална концепция в биологията на развитието. Той обяснява как клетките общуват помежду си, за да създадат сложни модели. Активаторът задейства специфичен процес на развитие, като например формирането на ивица или петно. След това инхибиторът се разпространява през тъканта и потиска активатора, като предотвратява разпространението на модела твърде далеч. Именно това взаимодействие между активатор и инхибитор води до образуването на редовни, повтарящи се модели.

Приложения в биологията на развитието

Теорията на Тюринг има широко приложение в биологията на развитието. Използвана е, за да обясни формирането на голямо разнообразие от биологични модели, включително:

• Ивиците при зебрите
• Петната по кожата на леопарда
• Перата по крилата на кокошките
• Ръбовете на небцето при мишките
• Пръстите на ръцете и краката при хората

Наследството на Тюринг

За съжаление Тюринг така и не успява да види въздействието на своята работа върху биологията на развитието. През 1952 г. е осъден за хомосексуални действия и е химически кастриран като наказание. През 1954 г. той отнема живота си. Но неговото наследство продължава да живее благодарение на неговите новаторски приноси към науката. Теорията на Тюринг за биологичните модели е свидетелство за неговия гений и за трайното му влияние върху нашето разбиране за природния свят.

Изследване на дългоопашати ключови думи

• Как теорията на Тюринг обяснява биологичните модели: Активаторно-инхибиторният модел на Тюринг предполага, че две химични вещества, активатор и инхибитор, работят заедно, за да създадат модели в природата. Активаторът задейства формирането на модел, докато инхибиторът го потиска. Този повтарящ се цикъл води до развитието на редовни шарки, като ивици, петна и спирали.
• Експериментални доказателства за теорията на Тюринг: Изследователите откриха експериментални доказателства в подкрепа на теорията на Тюринг, като са изучавали развитието на небните ръбове при мишки. Те откриват, че активаторът FGF и инхибиторът SHH играят решаваща роля при образуването на ръбовете.
• Значението на работата на Тюринг за разбирането на биологията на развитието: Теорията на Тюринг за биологичните модели се превръща във фундаментална концепция в биологията на развитието. Тя обяснява как клетките общуват помежду си, за да създадат сложни модели. Тази теория е била използвана за обяснение на формирането на голямо разнообразие от биологични модели, включително ивиците при зебрите, петната по кожата на леопарда, перата по крилата на кокошките, ръбовете на небцето при мишките и пръстите на ръцете и краката при хората.