蓝斑蜥蜴独特的斑点图案由元胞自动机决定

文章作者:bianji3 | 2017-04-18
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      《自然》发表的研究A living mesoscopic cellular automaton made of skin scales显示,蓝斑蜥蜴皮肤上独特的斑点图案由元胞自动机决定的,这是一个基于规则的简单模型,一般与计算机科学相关。研究人员分析了蓝斑蜥蜴从初生到成年期间的外表颜色变化情况,发现它们的斑纹的形成机制与其它动物不同,比如斑马和豹子。

  

Michel Milinkovitch

  初生的时候,蓝斑蜥蜴Timon lepidus皮肤呈棕色,带白点,但到成年的时候,则呈现出绿黑相杂的复杂图案。为了了解这些颜色图案的形成机制,瑞士日内瓦大学的Michel Milinkovitch及同事以三只雄蓝斑蜥蜴为研究对象,使用高分辨率机器系统当它们年纪在两个星期大到三至四岁之间时,在多个时间点对它们进行扫描。

  

  蓝斑蜥蜴幼年(左)与成年(右)的对比。

  蓝斑蜥蜴一片鳞的颜色是由其周围鳞的颜色决定的,和其他动物不同,其他动物由个体细胞内的互作决定。他们将这一过程描述为有生命的元胞自动机。元胞自动机是一种离散数学模型,由相互联系的单元组成,每一个单元的行为取决于其周围单元的状态。即被应用于计算科学,还被用来研究自然产生的图案并制造活动的图案,以及通过建模来模拟生物系统等。

  

  鳞片颜色的变化概率 

  在四年时间里,大约1500块背部鳞片的颜色发生了变化。这种颜色变化会贯穿一生,但随着年龄的增长,颜色变化速度会变慢。

   成年蓝斑蜥蜴的绿色和黑色鳞片形成的复杂图案可以用作伪装,或可涉及性选择

   下面是这种蜥蜴的更多高清大图:

  

  

  

  

  

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