Дослідники з університету Кента відкрили універсальну математичну формулу, яка може описати будь-яке пташине яйце, що існує в природі, - досягнення, яке досі вислизало від вчених.
Форма пташиного яйця давно привертала увагу математиків, інженерів і біологів з аналітичної точки зору.
Форма була високо оцінена за її еволюцію як досить велика, щоб інкубувати ембріон, досить маленька, щоб виходити з тіла найбільш ефективним способом, не закочуючись після укладання, структурно досить міцна, щоб витримувати вагу і бути початком життя для понад 10000 видів, що збереглися з часів динозаврів. Яйце було названо об'єктом «ідеальної форми».
При аналізі всіх форм яйця використовувалися чотири геометричні фігури: сфера, еліпсоїд, овоїд і грушевидна форма (конічна), з математичною формулою для грушевидної форми, яку ще належить вивести.
Щоб виправити це, дослідники ввели додаткову функцію у формулу яйця, розробивши математичну модель, яка відповідала абсолютно новій геометричній формі, охарактеризованій як останній етап еволюції сфери - еліпсоїда, який застосовний до будь-якої геометрії яйця.
Ця нова універсальна математична формула для визначення форми яйця заснована на чотирьох параметрах: довжині яйця, максимальній ширині, зміщенні вертикальної осі та діаметрі на чверть довжини яйця.
Ця довгоочікувана універсальна формула - важливий крок у розумінні не тільки самої форми яйця, але і того, як і чому вона еволюціонувала, що робить можливим широке біологічне і технологічне застосування.
Математичні описи всіх основних форм яєць вже знайшли застосування в дослідженнях харчових продуктів, машинобудуванні, сільському господарстві, біонауках, архітектурі та повітроплаванні. Наприклад, цю формулу можна застосувати для інженерного будівництва тонкостінних судин яйцівидної форми, які повинні бути міцнішими за типові сферичні.
Ця нова формула - важливий прорив з безліччю додатків, включаючи:
- Грамотний науковий опис біологічного об'єкта. Тепер, коли яйце можна описати математичною формулою, робота в галузі біологічної систематики, оптимізації технологічних параметрів, інкубації яєць і відбору птиці буде значно спрощена.
- Точне і просте визначення фізичних характеристик біологічного об'єкта. Зовнішні властивості яйця життєво важливі для дослідників та інженерів, які розробляють технології інкубації, обробки, зберігання та сортування яєць. Існує потреба в простому процесі ідентифікації з використанням об'єму яйця, площі поверхні, радіусу кривизни та інших показників для опису контурів яйця, які забезпечує ця формула.
- Інженерія майбутнього, натхненна біологією. Яйце - це природна біологічна система, що вивчається для розробки інженерних систем і новітніх технологій. Яйцеобразная геометрична фігура прийнята в архітектурі, такій як дах лондонської мерії і в будівництві, оскільки вона може витримувати максимальні навантаження при мінімальній витраті матеріалів, до яких тепер можна легко застосувати цю формулу.
Даррен Гріффін, професор генетики в Кентському університеті, говорить, що "біологічні еволюційні процеси, такі як формування яєць, повинні бути досліджені для математичного опису в якості основи для досліджень в еволюційній біології, як показано за допомогою цієї формули. Формула може застосовуватися в фундаментальних дисциплінах, особливо в харчовій і птахівничій промисловості, і послужить поштовхом для подальших досліджень, натхненних яйцем як об'єктом дослідження ".
Стаття була опублікована в журналі Annals of the New York Academy of Sciences.