這種蜥蜴的斑點圖案就像圖靈預測的那樣發生變化

據外媒報道，隨著年齡的增長有一種的特殊蜥蜴皮膚上的斑點圖案會發生變化。而研究人員剛剛發現了管理這種特殊變化的數學規則。這種蜥蜴稱為藍斑蜥蜴，體長約76-89厘米，主要分布在歐洲。這種蜥蜴剛出生時皮膚呈棕色，帶白點，但成年時這種蜥蜴則呈現出綠黑相雜的複雜圖案。

據本周發表在《自然》 雜誌的一份研究報告顯示，蜥蜴皮膚上的斑點圖案可能會根據特定的數學模型而改變。奇怪的是，這種模式科學家認為的其他動物的斑紋形成機制有些不同。

事實上，生物學模式形成的一個總體理論是由密碼破譯專家艾倫·圖靈（Alan Turing）提出。大約在65年前，圖靈曾提出一個假說，認為動物身上的重複模式如虎紋和豹斑點是在一對成形素（morphogen）共同作用下產生的。這對成形素稱為「激活劑（activator）」和「抑制劑（inhibitor）」。通過一個被他稱為「反應-擴散」的數學原理，這對成形素將會自發地自組織成斑紋、條紋、環紋、螺旋或是斑駁的斑點。

科學家們仍然在弄清楚圖靈機制中哪些特定的斑點和條紋會自發形成，實際的激活劑和抑制劑在生物中是如何發生的。但進化生物學家Michel Milinkovitch想看看圖靈的模型是否也適用於蜥蜴如何改變其鱗片的顏色。

Milinkovitch和他的同事們三年時間裡對藍斑蜥蜴進行了掃描。他們發現了一些特別的東西：根據周圍鱗片的顏色，鱗片會繼續從綠色變成黑色，還是黑色到綠色。通常，綠色鱗片被四片黑色和兩片綠色鱗片包圍，而黑色鱗片被三片黑色和三片綠色鱗片包圍。

Milinkovitch想起了20世紀40年代由John von Neumann提出的一種稱為元胞自動機的數學模型。散布在規則格網中的每一元胞取有限的離散狀態，遵循同樣的作用規則。每個元胞的狀態由周邊元胞的狀態決定。Milinkovitch想知道這個數學模型是否可能會出現在一個活的生物中：「如果每片鱗片都是根據周邊鱗片的狀態改變顏色呢？」當他和他的同事們進行觀察後發現，他的猜測原來是對的。

但是圖靈機制並非完全喪失。事實上，當Milinkovitch和他的同事調整他們的模型，以納入鱗片的厚度，以及它們之間皮膚的薄度時，圖靈的模型突然間發生作用：基本上，使用正確的參數，圖靈的模型可以創建Neumann的元胞自動機——在生物的皮膚上。

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