วิชาการ.คอม - ลายเสือดาวเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเติบใหญ่ได้อย่างไร

ลายเสือดาวเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเติบใหญ่ได้อย่างไร

โพสต์เมื่อ: 14:59 วันที่ 30 ส.ค. 2549 ชมแล้ว: 42,487 ตอบแล้ว: 10

ไม่มีใครรู้ว่าสัตว์มีลายของขนบนหนังในรูปแบบต่าง ๆ ได้อย่างไร แต่แบบจำลองที่บรรยายด้วยสมการที่พัฒนาขึ้นโดย อลัน ทูริ่ง (Alan Turing) ในปี ค. ศ. 1952 สามารถสร้างลายต่าง ๆ อย่างลายที่ดูเหมือนลายบนหนังม้าลาย และ ลายจุดของเสือดาว ตอนนี้สมการถูกใช้ในการสร้างแบบจำลองเพื่อแสดงให้เห็นว่าลายจุดของเสือดาวมีรูปแบบซับซ้อนขึ้น เมื่อเสือดาวเติบโตขึ้นได้อย่างไร

ทูริ่งคาดคิดว่าลายบนหนังของสัตว์ต่าง ๆ น่าจะเกิดขึ้นโดยปฏิกิริยาระหว่างเคมีซึ่งเขาเรียกว่า มอร์โฟเจน (morphogen) 2 ชนิด บนหนังสัตว์ที่เป็นพื้นผิวสองมิติ ตัวอย่างเช่น ถ้ามอร์โฟเจนชนิดหนึ่งทำให้ขนเป็นสีดำและอีกชนิดทำให้ขนเป็นสีซีด ความแตกต่างในอัตราของการแพร่กระจายของเคมีเหล่านี้ทั่วหนังสัตว์ และปฏิกิริยาระหว่างเคมีทั้งสอง จะเป็นปัจจัยที่กำหนดรูปแบบของลาย

การเกิดลายจากสองปัจจัยนี้ สามารถบรรยายได้ด้วยสมการที่ทูริ่งเรียกว่า reaction-diffusion equations และด้วยการปรับเปลี่ยนค่าของตัวแปรต่าง ๆ ในสมการที่บรรยายความเร็วของการแพร่ของเคมีและพฤติกรรมอื่น ๆ ของมอร์โฟเจน นักวิจัยสามารถใช้สมการเหล่านี้ในการสร้างลายของหนังสัตว์ที่เราคุ้นเคยได้

ตัวอย่างเช่น สมมติว่า มอร์โฟเจนตัวหนึ่งทำให้ขนเป็นสีดำ แต่ก็ยังเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดมอร์โฟเจนที่ทำให้ขนสีซีดด้วย นอกจากนี้มอร์โฟเจน ‘สีเข้ม’ (เรียกแทนมอร์โฟเจนตัวที่ทำให้ขนเป็นสีเข้ม) แพร่กระจายได้เร็วกว่ามอร์โฟเจน ‘สีซีด’ ในกรณีนี้จะทำให้เกิดลายจุดแบบหนึ่งที่เห็นได้ในหนังสัตว์บางชนิด โดยที่มอร์โฟเจน ‘สีเข้ม’ ที่กระจุกตัวอยู่ด้วยกันอย่างไม่เป็นระเบียบจะแพร่กระจายออกไป ในขณะที่มันก็เป็นตัวกระตุ้นให้เกิดมอร์โฟเจนสีซีดด้วย ในที่สุดจะได้ลายเป็นลักษณะวงแหวนสีดำ ที่จุดต่าง ๆ ไปทั่วผืนหนัง

ออกลาย

พบกันว่าในสัตว์ตระกูลแมวซึ่งรวมถึงเสือด้วย เมื่อมันเติบใหญ่จากวัยเด็กจะมีรูปแบบของลายบนหนังที่มีความซับซ้อนขึ้น ในขณะที่เสือวัยเด็กมีลายจุดในลักษณะง่าย ๆ แต่เมื่อพิจารณาหนังของเสือดาวที่โตเต็มวัย จะพบว่ามีลายเป็นคล้ายวงกลมที่ขาด ไม่ครบวง ส่วนเสือจากัวร์ที่เติบใหญ่จะมีลายที่ซับซ้อนกว่า คือเป็นรูปหลายเหลี่ยมที่มีจุดเล็ก ๆ อยู่ตรงกลาง
เลียวซีซาง (Sy-Sang Liaw) แห่งมหาวิทยาลัยแห่งชาติชุงฉิง (National Chung-Hsing University) ในเมืองไถ่ชุง ไต้หวัน และผู้ร่วมงาน ได้ผลิตลายของเสือผู้ใหญ่เหล่านี้ขึ้นได้ โดยใช้สมการของทูริ่ง แต่พวกเขาพบว่าต้องทำอะไรมากไปกว่าแค่ปรับเปลี่ยนค่าพารามิเตอร์ของสมการ reaction-diffusion คือพวกเขาต้องสมมติด้วยว่ามี 2 ช่วงเวลาของกระบวนการสร้างลายจุดให้เสือ
ด้วยกฎที่ต่างกัน ช่วงแรกเป็นช่วงที่เสือน้อยเพิ่งมีลายจุดเกิดขึ้น และช่วงที่สองคือช่วงที่มีกระบวนการสร้างรูปแบบสุดท้าย พวกเขาต้องใช้เวลาถึงหนึ่งปีกว่าจะพบคำตอบของโจทย์ที่เขาตั้งไว้นี้
“ลายของเสือจากัวร์เป็นส่วนที่ยากที่สุด” กล่าวโดยเลียว “นักวิจัยที่พยายามสร้างลาย โดยเข้าใจว่ามีกระบวนการเพียงแบบเดียวไปตลอด จะไม่มีทางสร้างลายแบบนี้ได้ คุณต้องแยกกระบวนการออกเป็นสองช่วง”

สองขั้น

แอนโนทิดา มาสวามูส (Anotida Madzvamuse) นักคณิตศาสตร์ผู้ซึ่งทำงานคลุกคลีกับแบบจำลองของทูริ่งมานาน แห่งมหาวิทยาลัยออเบิร์น (Auburn University) ในมลรัฐอลาบามา สหรัฐอเมริกา กล่าวว่าความยุ่งยากของลายของจากัวร์ทำให้เขาเกิดความสนใจใคร่รู้ขึ้น “มันจะเป็นอะไรที่ดีมากเลย หากได้ทราบว่าเพราะเหตุใดมันจึงเกิดขึ้นด้วยกระบวนการเพียงช่วงเดียวไม่ได้” เขากล่าว

จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีใครพบสิ่งบ่งชี้ถึงการมีอยู่จริง ๆ ของมอร์โฟเจน ดังนั้นมันจึงไม่แน่ชัดว่าลายที่ถูกสร้างขึ้นโดยสมการเหล่านี้จะเกิดขึ้นในเสือจริง ๆ ได้อย่างไร การที่ต้องใช้กระบวนการที่มีกฎที่แตกต่างกัน 2 ช่วงสำหรับมอร์โฟเจน ทำให้เรื่องราวดูซับซ้อนขึ้นไปอีก ถ้าแบบจำลองเหล่านี้เป็นสะท้อนสิ่งที่เกิดขึ้นบนหนังแมวหรือเสือได้จริง มันจะหมายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นจากวัยที่เพิ่มเป็นตัวสับสวิตช์ในกฎทางชีววิทยาบางอย่าง ซึ่งทำให้ลายของมันเปลี่ยนแปลง

“แต่บางที ค่าของพารามิเตอร์อาจจะเกี่ยวข้องกับขนาดของสัตว์ก็เป็นได้” มาสวามูส ลงความเห็น

แหล่งข้อมูลและเอกสารอ้างอิง

ข่าวจาก nature แต่ตอนนี้ข่าวนี้ถูกล็อกแล้ว แต่ยังดูได้ใน
http://www.bioedonline.org/news/news.cfm?art=2705

บทความของทูริ่ง
Turing A., et al. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 237 . 37 (1952).

บทความของ ดร. เลียว และผู้ร่วมงาน
Liu R., et al. Phys. Rev. E., 74. 011914 (2006).

ข้อมูลเพิ่มเติม

บทความใน Plus แมกกาซีน ซึ่งอธิบายการเกิดลายของสัตว์ โดยสมการของทูริ่งได้ค่อนข้างเข้าใจง่าย
http://pass.maths.org.uk/issue30/features/dartnell/index.html

เอกพงษ์

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 82 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 155 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

จำนวน 9 ความเห็น, หน้า่ | -1-

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 1 31 ส.ค. 2549 (08:37)
คงไม่เฉพาะแต่เสือเท่านั้น ที่มีลายหรือสีขนเปลี่ยนแปลงไปตามวัย สัตว์อื่น ๆ ด้วย

thawankesmala

ร่วมแบ่งปันความรู้และความเห็นแล้ว 1361 ครั้ง - ได้รับดาวแล้ว 282 ดวง - โหวตเพิ่มดาว

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 2 2 ก.ย. 2549 (10:00)

Credit: Liu R., et al. Phys. Rev. E., 74. 011914 (2006).

เสือดาวตอนเล็ก

เอกพงษ์

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 3 2 ก.ย. 2549 (10:03)
เสือดาวตอนเล็ก อายุ 2 วัน มีลายเป็น จุด

เอกพงษ์

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 4 2 ก.ย. 2549 (10:05)

Credit: Liu R., et al. Phys. Rev. E., 74. 011914 (2006).

เสือดาวเมื่ออายุ 8 สัปดาห์ ลายกลายจากจุดเป็นวงแหวน

เอกพงษ์

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 5 2 ก.ย. 2549 (10:14)

Credit: Liu R., et al. Phys. Rev. E., 74. 011914 (2006).

เสือดาวเมื่อโตเต็มวัย ลายจะเป็นวงกลม ขาด ๆ

เอกพงษ์

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 6 2 ก.ย. 2549 (10:48)

Credit: Liu R., et al. Phys. Rev. E., 74. 011914 (2006).

เสือจากัวร์เมื่ออายุ 5 สัปดาห์ มีลายเป็นจุด ๆ

เอกพงษ์

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 7 2 ก.ย. 2549 (10:49)

Credit: Liu R., et al. Phys. Rev. E., 74. 011914 (2006).

เสือจากัวร์ อายุ 3 เดือน มีลายเป็นวงแปลก ๆ

เอกพงษ์

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 8 2 ก.ย. 2549 (10:51)

Credit: Liu R., et al. Phys. Rev. E., 74. 011914 (2006).

เสือจากัวร์ ตอนโตเต็มที่ มีลายเป็น รูปเหลี่ยมมีจุดตรงกลาง

เอกพงษ์

ความเห็นเพิ่มเติมที่ 9 17 เม.ย. 2550 (17:34)
ด่วน! ทดลองเรียน ฟรี! (จำนวนจำกัด) “หลักสูตรพูดเขียนภาษาอังกฤษใน 1 เดือน” กับสถาบันที่รับรองโดยกระทรวงศึกษาธิการ

เรียนต่อต่างประเทศ เตรียมตัว เร่งด่วนที่สุด! กับหลักสูตร “เพียง 1 เดือนก็พร้อมแล้วสำหรับศึกษาต่อตางประเทศ กับสถาบันที่รับรองโดยกระทรวงศึกษาธิการ

"ทำไมต้อง 1 เดือน

หากคุณรู้สึกว่าเวลาของคุณมีค่า และไม่มีเวลาจะเสียให้กับความล้มเหลวอีกต่อไปแล้ว

เราเปิดโอกาสให้คุณพิสูจน์เทคนิคการสอนที่เข้าใจง่าย และสูตรสำเร็จในการเรียนรู้ภาษาอังกฤษ

ซึ่งถ่ายทอด โดยอาจารย์ที่มีประสบการณ์ด้านการสอนภาษา มากกว่า 10 ปีของเรา

กับหลากหลายรูปแบบการเรียน...ตามที่คุณต้องการ

เรียนเป็นกลุ่ม เรียนตัวต่อตัว เรียนที่บ้าน ที่ทำงาน ที่สถาบันฯของเรา ตามแต่สะดวก

เรียนจบรับ Certificate ที่รับรองโดยกระทรวงศึกษาธิการฟรี

เรามั่นใจว่าทั้งหมดนี้จะทำให้คุณ ”สามารถพูด-เขียนภาษาอังกฤษได้จริง” ภายใน 1 เดือน

เชิญมาทดลองเรียนฟรีกับเราเพื่อพิสูจน์ความจริงก่อนการตัดสินใจ
เปิดทดลองเรียนฟรี! ในวันที่ 26,29เม.ย.2,3,5 ก พ. 2550 
สำรองที่นั่งเพื่อทดลองเรียนได้ตามวันที่ระบุ ตั้งแต่เวลา 10:00-19:00 น. (เปิดทำการทุกวัน)
สอบถามเวลาเรียนและรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ โทร. 0-2633-8308 (auto) หรือ info@recovery.ac.th
ที่ Recovery Language School

เส้นทางสู่ความสำเร็จรอคุณอยู่
0-2633-8308 Call Center

<a>www.recovery.ac.th</a>
E-mail. info@recovery.ac.th

<a>เรียนตัวต่อตัว และ เป็นกลุ่มย่อย ติดต่อ คุณภาคภูมิ 0-9745-6633</a>

http://www.meemodel.com/

1016 อาคารศรีเฟื่องฟุ้ง ชั้น 7 ถนนพรราม 4 แขวงสีลม เขตบางรัก กรุงเทพมหานคร 10500

off/info@recovery.com (IP:58.64.121.136)

ความเห็นเพิ่มเติม วิชาการ.คอม

ชื่อ / email:
ข้อความ

รูปภาพ หรือ ไฟล์

กรุณาล๊อกอินก่อน เพื่อโพสต์รูปภาพ และ ใช้ LaTex ค่ะ สมัครสมาชิกฟรีตลอดชีพที่นี่

ตัวช่วย 1: CafeCode วิธีการใช้
ตัวช่วย 2: VSmilies

วิธีการใช้
ตัวช่วย 3: พจนานุกรมไทย ออนไลน์ ฉบับราชบัณฑิต
ตัวช่วย 4 : dictionary ไทย<=>อังกฤษ ออนไลน์ จาก NECTEC
ตัวช่วย 5 : ดาวน์โหลด โปรแกรมช่วยพิมพ์ Latex เพื่อแสดงสมการบนวิชาการ.คอม