研究人员找到鸡蛋形状的通用公式

2022-01-25 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:1026 /
内容摘要:
来自英国和乌克兰的一组科学家表示,新的数学公式可以描述自然界中存在的任何鸟蛋。鸡蛋作为最传统的食品之一,从分析的角度来看,长期以来一直吸引着数学家、工程师和生物学家的关注。形象功劳:设计师科尔曼。鸡蛋被描述为最完美的东西,它一直被认为是人类历史和营养的主要食物来源。它也是自然界中......

来自英国和乌克兰的一组科学家表示,新的数学公式可以描述自然界中存在的任何鸟蛋。

The egg, as one of the most traditional food products, has long attracted the attention of mathematicians, engineers, and biologists from an analytical point of view. Image credit: Designer Coleman.鸡蛋作为最传统的食品之一,从分析的角度来看,长期以来一直吸引着数学家、工程师和生物学家的关注。形象功劳:设计师科尔曼。

鸡蛋被描述为最完美的东西,它一直被认为是人类历史和营养的主要食物来源。

它也是自然界中最容易辨认的形状之一,是进化适应最多样的环境条件和情况的一个例子。这些包括极端的热和湿度,有或没有体温的孵化,巢内或巢外,和/或从清洁到高度感染的环境。

此外,进化出一个足够大的形状来孵化胚胎,足够小的形状以最有效的方式离开身体,一旦奠定就不会滚走,并且结构上足够坚固以承受重量,这些实际问题都是显著结构的主要考虑因素,这是10,500多种活禽物种的特征,包括那些用于产蛋和人类消费的鸟类。

最近对鸟类是活恐龙的认识也为研究最著名的灭绝物种开辟了一条全新的研究路线。

因此,蛋形最值得进行全面的数学分析和描述。尽管如此,一个普遍适用于所有鸟类卵的“卵形”或“蛋形”的几何特征掩盖了科学家的准确描述。

肯特大学的资深合著者达伦·格里芬教授及其同事说:“作为卵形态学的一个主要参数,迄今为止,鸟蛋的形状还没有一个普遍适用的数学公式。

所有鸡蛋形状的分析可以用四种几何图形完成:球形、椭球形、卵形和梨形(圆锥形或梨形)

“前三个都有明确的数学定义,每个都是从前面的表达式中推导出来的,但梨形剖面的公式还有待推导。”

为了纠正这一点,研究人员在卵形公式中引入了一个额外的函数,开发了一个数学模型来拟合一个完全新颖的几何形状,该几何形状被描述为球体-椭球体演化的最后阶段,它适用于任何鸡蛋几何形状。

这个新的通用蛋形数学公式基于四个参数:蛋形长度、最大宽度、垂直轴的偏移和蛋形长度四分之一处的直径。

这个长期寻求的通用公式是一个重要的步骤,不仅有助于理解鸡蛋形状本身,也有助于理解它是如何以及为什么进化的,从而使广泛的生物和技术应用成为可能。

格里芬教授说:“像卵子形成这样的生物进化过程必须进行数学描述的研究,作为进化生物学研究的基础,这个公式就证明了这一点。

“这一通用公式可以应用于基础学科,尤其是食品和家禽行业,并将推动以鸡蛋为研究对象的进一步研究。”

“这个数学方程强调了我们对数学和生物学之间某种哲学和谐的理解和欣赏,并从这两者中获得了对我们的宇宙的进一步理解,以鸡蛋的形状清晰地理解,”资深合著者、肯特大学的访问研究员迈克尔·罗马诺夫博士说。

“我们期待看到这个公式在各个行业的应用,从艺术到技术,从建筑到农业,”第一作者Valeriy Narushin博士说,他是乌克兰Zaporizhzhia的环境处理研究所和Vita-Market Ltd .的研究员。

“这一突破揭示了为什么来自不同学科的这种合作研究至关重要。”

该团队的论文发表在《纽约科学院年鉴》上。

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蛋形与数学:介绍蛋形的通用公式。《纽约科学院年鉴》,2021年8月23日在线出版;doi: 10.1111/nyas.14680


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