Узоры на животных — это результат взаимодействия между генетикой и физикой. Генетика определяет, какие химические вещества участвуют в образовании пигмента, который окрашивает кожу или шерсть животных. Физика же определяет, как эти вещества распространяются по ткани и формируют разные узоры.
Один из первых, кто предположил, что узоры на животных могут быть результатом химической реакции и диффузии, был британский математик и логик Алан Тьюринг. Он представил, что в развивающихся тканях появляются специальные химические вещества, которые распространяются по ткани. Некоторые из этих веществ активируют образование пигмента, создавая пятна. Другие же подавляют эту активность, создавая пространство между пятнами. Это приводит к появлению разных узоров, таких как полосы, кольца, волны и т.д. Однако, модель Тьюринга не может объяснить все детали и особенности узоров. Например, почему у некоторых животных узоры имеют такую четкость и регулярность, как у коробчатой рыбы? Недавно группа исследователей из Китая предложила новую теорию, которая учитывает не только химическую, но и физическую составляющую процесса. Они утверждают, что за формирование узоров отвечает не только диффузия, но и диффузиофорез. Это явление, когда молекула в жидкости движется под влиянием изменения концентрации других молекул. Это также приводит к тому, что другие молекулы ускоряются. Это влияет на движение клеток, которые производят пигмент, и делает узоры более четкими и сложными.
Таким образом, физика рисует узоры на животных с помощью разных физических процессов, таких как диффузия, диффузиофорез, рефракция, интерференция и т.д. Эти процессы взаимодействуют с генетикой и окружающей средой, создавая уникальные и красивые узоры, которые мы можем наблюдать на животных.