De skjellmed sine fascinerende former, ser ut til å være designet av en dyktig billedhugger. Når han observerer et skall nøye, innser man at hans spiral er en utrolig presis geometri, som om han hadde blitt designet med matematiske regler. Men hvordan er det mulig at naturen skaper noe så perfekt?
Hvordan et skall lages og hva det er for
Skallene er beskyttende skjell som er bygget av bløtdyr for å beskytte seg selv og støtte deres myke kropp, som ellers vil være fullstendig utsatt for rovdyr eller påvirkninger. Det meste av sammensetningen av et skall er laget av CArbonion av fotballet mineralstoff som utgjør om 95% av hans volum. Resten 5% er sammensatt av organiske stoffer, for eksempel proteiner og andre makromolekylersom gjør skallet fleksibelt, motstandsdyktig og i stand til å vokse kontinuerlig. En av de fascinerende egenskapene til skjellene er at de aldri slutter å vokse. Når bløtdyret vokser, må til og med skallet tilpasse seg de nye dimensjonene. Denne prosessen finner sted takket være Mollusk -kappen, det ytterste laget, som utskiller proteiner som danner en slags stillas. Fotballkarbonat binder seg til denne strukturen, og skaper nye lag som blir lagt til de forrige, og opprettholder regelmessig vekst.
Det er nettopp denne vanlige vekstrytmen som gir form til skallets perfekte spiral. Men hvordan er det mulig at det vokser på denne presise måten?
Der Spiral av Fibonacci
Der matematikk Bli involvert: En av de vanligste formene vi ser på skjellene er logaritmisk spiral.
Før du utforsker denne typen spiral, er det nyttig å snakke om Suksess av Fibonaccien sekvens som begynner med 0 og 1, og hvor hvert neste nummer er summen av de to foregående, fra de første tallene 0 og 1 (0+1 = 1, 1+1 = 2, 1+2 = 3 …). I denne sekvensen har forholdet mellom to påfølgende tall en tendens til uendelig mot en fast verdi, omtrent 1.618. Dette tallet er kjent hvordan Aurea seksjonen verdi som er assosiert med perfekte proporsjoner i matematikk og kunst. Ved å bygge firkanter hvis side tilsvarer hvert tall av Fibonacci -sekvensen, oppnås en spiral. Dette er Spiral av Fibonaccisom ligner et skall, men det er ikke helt.
Den logaritmiske spiralen
Spiralene til skjellene er ikke alle de samme, men følger den samme strukturen som en spiral av fibonacci, minst omtrent. Fibonaccis spiral er faktisk en god tilnærming av Aurea spiralen type spiral der forholdet mellom strålens stråler som utgjør spiralen i seg selv er alltid det samme som den gylne delen (1.618). Den gylne spiralen er igjen en bestemt type av en bredere kategori av spiraler, logaritmiske spiraler.
Den logaritmiske spiralen Den har en unik eiendom: den vokser å holde en konstant andel, men ikke nødvendigvis lik den gyldne delen. Når spiralen utvikler seg, forstørres hver omgang i forhold til forrige omgang, og gir liv til en spiral som, selv om den er forstørret, alltid opprettholder samme form. Og bløtdyrene lager akkurat slik: de legger sakte til nytt materiale, men de gjør det ikke jevnt, de gjør det i forhold til materialet som allerede er til stede, og gir dermed liv til en presis logaritmisk spiral. En av egenskapene til denne formen er hans Selvmembaritet: Det spiller ingen rolle hvor mye du forstørrer eller kneler, spiralen forblir den samme nettopp på grunn av proporsjonene mellom delene som forblir konstante for alle trapper. I praksis, hvis vi observerer skallet til en bløtdyr når det er veldig lite, og når det har vokst helt, vil skallet virke identisk i sin generelle form, bare i en annen skala, som om det hadde blitt «zoomet».
Formen på den logaritmiske spiralen er ikke bare estetisk fascinerende, men også ekstremt funksjonell. Å vokse på denne måten opprettholder skallet ikke bare sin form, men tillater bløtdyr av Legg til nytt materiale effektivtuten å måtte redesigne strukturen hele tiden. Dette gjør at bløtdyret kan vokse uten for mange anstrengelser, og minimerer energiforbruket.
Men den logaritmiske spiralen er ikke et eksklusivt fenomen av skjell. Det kan også observeres i andre naturlige sammenhenger, som i flybanen til Pellegrino Hawksom under slått følger en logaritmisk spiral for å opprettholde byttet sitt i sitt synsfelt. I tillegg solsikke Organiserer frøene sine ved omtrent å følge en logaritmisk spiral, og optimalisere rommet på overflaten av blomsten.
Tross alt er matematikk overalt. Formene som er observert i naturen er ikke tilfeldige, men følg presise mønstre som lar levende vesener vokse, bevege seg og tilpasse seg effektivt. Matematikk er språket som naturen snakker medog takket være det er det mulig å lese hemmelighetene. Naturens skjønnhet er derfor ikke bare estetisk, men den er dypt matematisk.
