التعليقات مغلقة لهذا المنشور
علوم
اختراق علمي قد يلقي الضوء على كيفية وسبب تطور البيض
نشر في: 7 سبتمبر 2021
ابتكر علماء "صيغة عالمية'' لوصف شكل بيضة أي طائر، ويقولون إنها يمكن أن تلقي يوما ما الضوء على سبب وكيفية تطور البيض لأول مرة.لطالما جذب شكل البيض انتباه علماء الرياضيات والمهندسين وعلماء الأحياء، حيث يُنظر إليه على أنه "الشكل المثالي" للغرض المقصود منه، وفقا للفريق الذي يقف وراء الصيغة الجديدة في جامعة كنت، في كانتربري.ويأتي ادعاء "الشكل المثالي" من حقيقة أنه كبير بما يكفي لاحتضان الجنين، وهو صغير بما يكفي للخروج من الجسم بكفاءة، ولا يتدحرج بعيدا بمجرد وضعه.وتعتمد الصيغة الجديدة لشكل البيضة على أربعة معايير: طول البيضة والحد الأقصى للعرض وانزياح المحور الرأسي والقطر عند ربع طول البيضة.وقال الفريق إنه يمكن تطبيقه عبر تخصصات مختلفة، خاصة في صناعة الأغذية والدواجن، وسيؤدي إلى تحقيقات مستقبلية مستوحاة من البيضة.وتاريخيا، يمثل البيض منتجا غذائيا تقليديا وكائنا طبيعيا تضعه الطيور له شكل رائع وفريد من نوعه.وأوضح المعدون في ورقتهم البحثية أن التصور الشائع لـ "شكل البيضة" هو شكل بيضاوي، بنهاية مدببة ونهاية حادة وأوسع نقطة أقرب للنهاية الحادة، إلى حد ما مثل بيضة الدجاجة، مضيفين أن هذا ليس دائما الحالة.ويمكن أن تكون الأمور أبسط بكثير، كما في حالة البيض الكروي الذي يُرى لدى البوم، أو أكثر تعقيدا، كما هو الحال في بيض الكمثرى.وقال الفريق إن الدلائل تشير إلى أن شكل البيضة يُحدد من خلال الأغشية الأساسية قبل تشكل القشرة، لكن السبب فُهم على نطاق واسع.ووجدوا أن جميع أشكال البيض تستخدم أربعة أشكال هندسية: كروي وبيضاوي الشكل وسطح إهليلجي وكمثري الشكل.ومع استكشاف الصيغ السابقة لوصف أشكال مختلفة من البيض، لاحظ الفريق أن تطبيقات الإطار الرياضي لدراسة oomorphology - شكل البيض وهندستها - تطورت من بيض كروي بسيط.وكتبوا: "ستأتي معادلة الكرة أولا، ثم يتم تعديلها إلى معادلة القطع الناقص عن طريق تحويل قطر الدائرة إلى بعدين غير متساويين".ما سمح لهم ذلك بتطوير الصيغ السابقة للعثور على واحدة لوصفها جميعا، ما يسمح بالنظر في جميع ملفات تعريف البيض الممكنة، بما في ذلك الأشكال الكمثرية التي لم تغطها الصيغ السابقة.ويتضمن قياس الطول والعرض الأقصى والمسافة بين الخطوط المقابلة لأقصى عرض ونصف الطول والقطر.وكتب الفريق في ورقتهم: "على الرغم من أننا قدمنا دليلا على أن صيغتنا عالمية بالنسبة للشكل العام للبيضة، إلا أنه لا يمكن أن يتناسب كل محيط آخر للبيضة مع الإطار الهندسي الصارم. وهذا لأن الكائنات الطبيعية أكثر تنوعا وتغيرا من الكائنات الرياضية".ويدعي الباحثون أن هذه الصيغة العالمية التي طال انتظارها هي خطوة مهمة في فهم ليس فقط شكل البيضة نفسها، ولكن أيضا كيف ولماذا تطورت، ما يجعل التطبيقات البيولوجية والتكنولوجية واسعة الانتشار ممكنة.ووجدت الأوصاف الرياضية لجميع أشكال البيض الأساسية بالفعل تطبيقات في أبحاث الأغذية والهندسة الميكانيكية والزراعة والعلوم الحيوية وعلم الطيران.وعلى سبيل المثال، يمكن تطبيق هذه الصيغة على البناء الهندسي لأوعية رقيقة الجدران على شكل بيضة، والتي يجب أن تكون أقوى من الأوعية الكروية النموذجية.وقال الفريق إنه اختراق مهم مع تطبيقات متعددة بما في ذلك الأوصاف العلمية المختصة لجسم بيولوجي.والآن، بعد أن أصبح بالإمكان وصف البويضة عن طريق الصيغة الرياضية، سيتم تبسيط العمل في مجالات النظاميات البيولوجية، وتحسين المعايير التكنولوجية، وحضانة البيض واختيار الدواجن إلى حد كبير.وتعتبر الخصائص الخارجية للبيضة حيوية للباحثين والمهندسين الذين يطورون تقنيات احتضان ومعالجة وتخزين وفرز البيض.وهناك حاجة إلى عملية تعريف بسيطة باستخدام حجم البويضة ومساحة السطح ونصف قطر الانحناء ومؤشرات أخرى لوصف ملامح البويضة التي توفرها هذه الصيغة.ويوجد لها تطبيقات تتجاوز تكنولوجيا الغذاء وصناعة الدواجن، حيث يقول الباحثون إن الأشكال الهندسية على شكل بيضة تستخدم على نطاق واسع في الهندسة المعمارية.ونُشرت النتائج في مجلة Annals of the New York Academy of Sciences.المصدر: روسيا اليوم عن ديلي ميل
ابتكر علماء "صيغة عالمية'' لوصف شكل بيضة أي طائر، ويقولون إنها يمكن أن تلقي يوما ما الضوء على سبب وكيفية تطور البيض لأول مرة.لطالما جذب شكل البيض انتباه علماء الرياضيات والمهندسين وعلماء الأحياء، حيث يُنظر إليه على أنه "الشكل المثالي" للغرض المقصود منه، وفقا للفريق الذي يقف وراء الصيغة الجديدة في جامعة كنت، في كانتربري.ويأتي ادعاء "الشكل المثالي" من حقيقة أنه كبير بما يكفي لاحتضان الجنين، وهو صغير بما يكفي للخروج من الجسم بكفاءة، ولا يتدحرج بعيدا بمجرد وضعه.وتعتمد الصيغة الجديدة لشكل البيضة على أربعة معايير: طول البيضة والحد الأقصى للعرض وانزياح المحور الرأسي والقطر عند ربع طول البيضة.وقال الفريق إنه يمكن تطبيقه عبر تخصصات مختلفة، خاصة في صناعة الأغذية والدواجن، وسيؤدي إلى تحقيقات مستقبلية مستوحاة من البيضة.وتاريخيا، يمثل البيض منتجا غذائيا تقليديا وكائنا طبيعيا تضعه الطيور له شكل رائع وفريد من نوعه.وأوضح المعدون في ورقتهم البحثية أن التصور الشائع لـ "شكل البيضة" هو شكل بيضاوي، بنهاية مدببة ونهاية حادة وأوسع نقطة أقرب للنهاية الحادة، إلى حد ما مثل بيضة الدجاجة، مضيفين أن هذا ليس دائما الحالة.ويمكن أن تكون الأمور أبسط بكثير، كما في حالة البيض الكروي الذي يُرى لدى البوم، أو أكثر تعقيدا، كما هو الحال في بيض الكمثرى.وقال الفريق إن الدلائل تشير إلى أن شكل البيضة يُحدد من خلال الأغشية الأساسية قبل تشكل القشرة، لكن السبب فُهم على نطاق واسع.ووجدوا أن جميع أشكال البيض تستخدم أربعة أشكال هندسية: كروي وبيضاوي الشكل وسطح إهليلجي وكمثري الشكل.ومع استكشاف الصيغ السابقة لوصف أشكال مختلفة من البيض، لاحظ الفريق أن تطبيقات الإطار الرياضي لدراسة oomorphology - شكل البيض وهندستها - تطورت من بيض كروي بسيط.وكتبوا: "ستأتي معادلة الكرة أولا، ثم يتم تعديلها إلى معادلة القطع الناقص عن طريق تحويل قطر الدائرة إلى بعدين غير متساويين".ما سمح لهم ذلك بتطوير الصيغ السابقة للعثور على واحدة لوصفها جميعا، ما يسمح بالنظر في جميع ملفات تعريف البيض الممكنة، بما في ذلك الأشكال الكمثرية التي لم تغطها الصيغ السابقة.ويتضمن قياس الطول والعرض الأقصى والمسافة بين الخطوط المقابلة لأقصى عرض ونصف الطول والقطر.وكتب الفريق في ورقتهم: "على الرغم من أننا قدمنا دليلا على أن صيغتنا عالمية بالنسبة للشكل العام للبيضة، إلا أنه لا يمكن أن يتناسب كل محيط آخر للبيضة مع الإطار الهندسي الصارم. وهذا لأن الكائنات الطبيعية أكثر تنوعا وتغيرا من الكائنات الرياضية".ويدعي الباحثون أن هذه الصيغة العالمية التي طال انتظارها هي خطوة مهمة في فهم ليس فقط شكل البيضة نفسها، ولكن أيضا كيف ولماذا تطورت، ما يجعل التطبيقات البيولوجية والتكنولوجية واسعة الانتشار ممكنة.ووجدت الأوصاف الرياضية لجميع أشكال البيض الأساسية بالفعل تطبيقات في أبحاث الأغذية والهندسة الميكانيكية والزراعة والعلوم الحيوية وعلم الطيران.وعلى سبيل المثال، يمكن تطبيق هذه الصيغة على البناء الهندسي لأوعية رقيقة الجدران على شكل بيضة، والتي يجب أن تكون أقوى من الأوعية الكروية النموذجية.وقال الفريق إنه اختراق مهم مع تطبيقات متعددة بما في ذلك الأوصاف العلمية المختصة لجسم بيولوجي.والآن، بعد أن أصبح بالإمكان وصف البويضة عن طريق الصيغة الرياضية، سيتم تبسيط العمل في مجالات النظاميات البيولوجية، وتحسين المعايير التكنولوجية، وحضانة البيض واختيار الدواجن إلى حد كبير.وتعتبر الخصائص الخارجية للبيضة حيوية للباحثين والمهندسين الذين يطورون تقنيات احتضان ومعالجة وتخزين وفرز البيض.وهناك حاجة إلى عملية تعريف بسيطة باستخدام حجم البويضة ومساحة السطح ونصف قطر الانحناء ومؤشرات أخرى لوصف ملامح البويضة التي توفرها هذه الصيغة.ويوجد لها تطبيقات تتجاوز تكنولوجيا الغذاء وصناعة الدواجن، حيث يقول الباحثون إن الأشكال الهندسية على شكل بيضة تستخدم على نطاق واسع في الهندسة المعمارية.ونُشرت النتائج في مجلة Annals of the New York Academy of Sciences.المصدر: روسيا اليوم عن ديلي ميل
ملصقات
