Bilim insanları yumurta formunun gizemli matematiksel denklemini çözdü

17 Eylül 2021

Ukrayna’da bulunan ve çevresel araştırma enstitüsü olan Kent’s School of Biosciences ile Vita-Market Ltd’den araştırmacılar, doğada var olan herhangi bir kuşun yumurtasını tanımlayabilen evrensel matematiksel formülü keşfetti.

Yumurta şekli uzun zamandır matematikçilerin, mühendislerin ve biyologların analitik açıdan dikkatini çekmişti. Ancak yumurtaya ilişkin denklemi anlamaya yönelik çabalar şimdiye kadar başarısız olmuştu.

Şekli, bir embriyoyu kuluçkaya yatıracak kadar büyük, vücuttan en verimli şekilde çıkacak kadar küçük, bir kez yatırıldıktan sonra yuvarlanmayacak kadar kararlı ve yapısal olarak ağırlık taşıyacak ve 10 bin 500 tür için yaşamın başlangıcı olacak kadar sağlam bir yapıya sahip olan yumurta, evrimde de büyük rol oynayan bir şey odu.

Yumurtaya bu nedenle hep “mükemmel şekil” denildi.

Nasıl başarıldı?

Tüm analizlerde dört geometrik şekil kullanıldı; küre, elipsoid, oval ve piriform (konik), piriform için henüz türetilmemiş bir matematiksel formül yok ancak bunu düzeltmek için, araştırmacılar oval formüle ek bir işlev eklediler ve herhangi bir yumurta geometrisine uygulanabilen küre-elipsoidinin evriminin son aşaması olarak nitelendirilen tamamen yeni bir geometrik şekle uyacak matematiksel bir model geliştirdiler.

Yumurta şekli için bu yeni evrensel matematik formülü dört parametreye dayanıyor; yumurta uzunluğu, maksimum genişlik, dikey eksen kayması ve yumurta uzunluğunun dörtte biri noktasında yer alan çap.

Uzun süredir aranan bu evrensel formül, yalnızca yumurta şeklinin kendisini değil, aynı zamanda nasıl ve neden evrimleştiğini anlamak için de önemli bir adım. Bu şekilde yeni biyolojik ve teknolojik uygulamaları mümkün kılabilir.

Tüm temel yumurta şekillerinin matematiksel tanımları, gıda araştırmalarında, makine mühendisliğinde, tarımda, biyolojik bilimlerde, mimaride ve havacılıkta halihazırda uygulanıyor

Ne işe yarayacak?

Biyolojik bir nesnenin yetkin bilimsel açıklaması. Artık bir yumurta matematiksel formülle tanımlanabildiğine göre, biyolojik sistematiği, teknolojik parametrelerin optimizasyonu, yumurta inkübasyonu ve kümes hayvanlarının seçimi alanlarındaki çalışmalar büyük ölçüde basitleştirilebilecek
_Biyolojik nesnenin fiziksel özellikleri doğru ve basit bir şekilde belirlenebildiğinde bir yumurtanın dış özellikleri, yumurtaları kuluçkalama, işleme, depolama ve sıralama için teknolojiler geliştiren araştırmacılar ve mühendisler bu denklemden yararlanabilecek. Bu formül ile yumurtanın dış hatlarını tanımlamak için yumurta hacmi, yüzey alanı, eğrilik yarıçapı ve diğer göstergeleri kullanan basit bir tanımlama süreci yeterli olacak. _
Geleceğin biyolojisinden ilham alan mühendislik sistemleri ve en son teknolojileri tasarlamak için çalışanlar bundan faydalanacak. Yumurta şeklindeki geometrik şekiller, örneğin benzeri şekilde yapıla bina çatıları ve kornişon gibi mimaride kullanılan dizaynlar minimum malzeme tüketimiyle maksimum yüklere dayanabilecek.

Matematik ve biyoloji arasındaki felsefi uyum

Kent’te Genetik Profesörü ve araştırma ekibinin lideri olan Darren Griffin şunları söylüyor:

“Bu formülle gösterildiği gibi, evrimsel biyoloji araştırmalarının temeli olarak, yumurta oluşumu gibi biyolojik evrimsel süreçler, matematiksel tanımlama için mutlaka araştırılmalı. Bu evrensel formül, özellikle gıda ve kümes hayvanları endüstrisi olmak üzere temel disiplinler arasında uygulanabilir ve bir araştırma nesnesi olarak yumurtadan ilham alan daha ileri araştırmalar için bir itici güç olarak hizmet edebilir.”

Bir diğer araştırmacı Dr. Michael Romanov da “Bu matematiksel denklem, matematik ve biyoloji arasındaki belirli bir felsefi uyumu anlamamızın ve takdir etmemizi sağlıyor.” ifadelerini kullanırken bir başka araştırmacı olan Dr. Valeriy Narushin de şunları söyledi:

“Bu formülün sanattan teknolojiye, mimariden tarıma kadar birçok alanda uygulanmasını görmek için sabırsızlanıyoruz. Bu buluş, ayrı disiplinlerden bu tür işbirlikçi araştırmaların neden gerekli olduğunu ortaya koyuyor.”