研究人员解决了350岁的谜题并发现了新的自然规则

剑齿虎头骨

研究人员已经解决了一个存在了350年的谜题:许多动物身体的尖部是如何长成它们的形状的——包括牙齿、角、爪子、喙、动物壳,甚至是植物的刺和刺。

莫纳什大学的一个跨学科研究小组发现了一个新的生物生长的普遍规律,它解释了生命之树中锋利结构的形状惊人地相似,包括牙齿、角、爪子、喙、动物壳,甚至植物的刺和刺。

动物和植物通常在特定的模式中生长,如金色比例后的对数螺旋。存在非常简单的过程,产生这些模式 - 当结构的一侧以恒定比率的增加而生长时,产生对数螺旋。我们可以称之为这些“成长规则”,他们帮助我们理解为什么生物是某种形状。

在最近发表的一项研究中BMC生yabo124物学,研究团队展示了一种新的规则,称为“电力级联”的形状“级联”在权力法之后的牙齿上的牙齿。

当大象笛笛速度增长时,在“权力法”之后,它以非常具体的速度越来越宽 - 一种数学模式,其中齿宽度和长度之间存在直线关系。在整个自然界中发现了权力法,例如地震大小,城市的大小和股票市场的运动。

这种模式适用于许多动物,包括巨鲨、霸王龙、猛犸象甚至人类的牙齿。值得注意的是,这种幂律适用于爪子、蹄、角、蜘蛛的尖牙、蜗牛壳、鹿角,以及哺乳动物、鸟类和恐龙的喙。除了动物之外,研究小组还在玫瑰丛和柠檬树的刺中观察到了它。

蒙台大学生物科学学院的副教授Evans领导着研究团队。

埃文斯教授副教授说:“遵循这条规则的动物,甚至植物的多样性令人震惊。”

“我们非常震惊地发现,在生物界的任何地方,无论是活着的动物还是已经灭绝了数百万年的动物,都有这种现象。”

新模型是对伦敦圣保罗大教堂的设计者、解剖学家、物理学家和数学家克里斯托弗·雷恩爵士的思想进行扩展的。1659年,雷恩提出蜗牛壳可能是螺旋形的圆锥。新的研究表明,贝壳和其他形状,如牙齿和角,实际上是功率级联形状(称为“功率锥”)。

埃文斯副教授说:“这一新定律是一个存在了350年的谜题,即动物及其器官是如何生长的。”

“因为如此多的结构遵循这种生长模式,我们可以用它来预测可能的进化模式。”每当动物进化出牙齿、角或爪子时,它们似乎最有可能是这个形状。它甚至可以让我们预测,如果神话动物遵循相同的自然模式,它们会是什么样子。”

“现在我们可以知道哈利波特的龙谷和哈利波特的神奇野兽的龙看起来像什么,”埃文斯副教授说。

参考:“一个普遍的幂律模型的生长并形成牙齿、爪子,角、荆棘,喙,和贝壳”由Alistair r·埃文斯Tahlia鳕鱼,Silke g . c . Cleuren威廉·m·g·帕克,淡褐色的l·理查兹,凯瑟琳·l·s·加兰,埃里希·m·g·菲茨杰拉德,蒂姆·e·威尔逊,大卫·p·霍金和贾斯汀·w·亚当斯,2021年3月30日,BMC生yabo124物学
DOI: 10.1186 / s12915 - 021 - 00990 - w

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