Химические основы морфогенеза - The Chemical Basis of Morphogenesis

В статье Тьюринга объясняется, как естественные узоры, такие как полосы, пятна и спирали, подобные узорам гигантский иглобрюх, может возникнуть естественным образом.

"Химические основы морфогенеза"- это статья английского математика. Алан Тьюринг писал в 1952 году.[1] Он описывает, как закономерности в природе, такие как полосы и спирали, могут естественным образом возникать из однородного, однородного состояния. Теория, которую можно назвать реакция – диффузия теория морфогенез, стала базовой моделью в теоретическая биология.[2] Такие шаблоны стали известны как Паттерны Тьюринга. Например, было постулировано, что белок VEGFC может формировать шаблоны Тьюринга для управления образование лимфатических сосудов в данио эмбрион[3].

Реакционно-диффузионные системы

Основная статья: Система реакция – диффузия

Реакционно-диффузионные системы вызвали большой интерес как прототип модели для формирование рисунка. Такие узоры, как фронты, спирали, мишени, шестиугольники, полосы и диссипативные солитоны, встречаются в различных типах реакционно-диффузионных систем, несмотря на большие расхождения, например, в условиях местной реакции. Такие узоры получили название "Паттерны Тьюринга ".[4]

Процессы реакции-диффузии составляют один класс объяснений эмбриональное развитие шерсти животных и пигментации кожи.[5][6] Еще одна причина интереса к реакционно-диффузионным системам состоит в том, что хотя они представляют нелинейный уравнения в частных производных, часто есть возможности для аналитического лечения.[7][8][9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Тьюринг, Алан (1952). «Химические основы морфогенеза» (PDF). Философские труды Лондонского королевского общества B. 237 (641): 37–72. Bibcode:1952РСПТБ.237 ... 37Т. Дои:10.1098 / рстб.1952.0012. JSTOR  92463.
  2. ^ Харрисон, Л. (1993). Кинетическая теория живого образца. Издательство Кембриджского университета.
  3. ^ Вертхайм, Кеннет (2019). «Может ли VEGFC формировать паттерны Тьюринга в эмбрионе рыбок данио?». Вестник математической биологии. 81 (4): 1201–1237. Дои:10.1007 / s11538-018-00560-2. ЧВК  6397306. PMID  30607882.
  4. ^ Вули, Т. Э., Бейкер, Р. Э., Майни, П. К., Глава 34, Теория морфогенеза Тьюринга. В Коупленд, Б. Джек; Боуэн, Джонатан П.; Уилсон, Робин; Спревак, Марк (2017). Руководство по Тьюрингу. Oxford University Press. ISBN  978-0198747826.
  5. ^ Мейнхардт, Х. (1982). Модели формирования биологического паттерна. Академическая пресса.
  6. ^ Мюррей, Джеймс Д. (9 марта 2013 г.). Математическая биология. Springer Science & Business Media. С. 436–450. ISBN  978-3-662-08539-4.
  7. ^ Гриндрод, П. Модели и волны: теория и приложения уравнений реакции-диффузии, Clarendon Press (1991)
  8. ^ Смоллер, Дж. Ударные волны и уравнения диффузии реакций, Springer (1994).
  9. ^ Кернер Б.С., Осипов В.В. Автосолитоны. Новый подход к проблемам самоорганизации и турбулентности, Kluwer Academic Publishers (1994).