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from: 生成門さん
2015/01/15 12:00:56
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螺旋の波ができる必要十分条件は複数の円の波が干渉しあうこととエネルギーが供給されることである。これによって粘菌は子実体を作れ、生き延びことができる。
飢餓状況になるとその近くの粘菌は飢餓信号を受け取って「この指とまれ」のゲームに参加する。この様子は動画でも明らかである。
集って変身 細胞性粘菌
http://www2.nhk.or.jp/school/movie/bangumi.cgi?das_id=D0005100137_00000
ゲームの開始は飢餓状況を察知した細胞がcAMP(誘引物質)を放出することで始まる。その飢餓の場所が特異点となる。その特異点にいる細胞から発せられた信号に呼応して近くの細胞もcAMPを放出する。ただし、一度、放出したら休む。
この信号の出し方はスタジアムのウェーブとほとんど同じである。唯一の違いは、観客が各階毎に横並びに正確に並んでいるのに対し、粘菌は一面に存在することだ。
一面に粘菌がいるということは、信号がすぐ隣に伝わるということである。隙間がなければその伝わる波は角ばらずにきれいなリング状の波となって素早く広がるだろう。当然、最初に発する細胞は複数いるだろうから、それらから発せられた波同志ぶつかってどっちかが消えるだろう。波は消えるがその細胞はより大きな波の方に吸収される。
しかも、細胞の存在する割合は均一ではないから、次々に発生する波の干渉で不規則となり、綺麗なリングが切れ、歪むことにある。つまり、特異点があちこちに発生するということになる。
いずれにしても一つの特異点から発される信号が作る波は、最初、同心円状に広がり互いに干渉しあい波の一部が壊れ、それら結合することで次第に螺旋状になってくる。
螺旋状になるための必要条件は特異点同志の干渉である。しかし、それだけでは十分ではない。螺旋である前に波でなければならない。その為には波状的パルスとして信号が出続けなればならない。そのためにはゲームに参加する細胞がcAMPを放出する準備の段階、興奮し放出した段階、お休みの段階の3つのルールを守らなければならない。そして、それらが1カ所で隣り合わせになるという状態ができ上がっていなければならない。
お休みになった細胞はすぐに次の準備段階に入るため、常にcAMPを放出できる状態になる。これによってパルスは自己生成的に続くのである。結晶の場合で言えば、螺旋転移(段差)の発生である。これによって付着する分子が現れ螺旋の運動が持続することになる。言ってみれば運動を持続するエネルギーの供給が必要なのである。サッカーのウエーブでいうと次に立ちあがるための待機が必要なのである。これが螺旋のできる十分条件である。
パルスが持続的に発せられるということと特異点同志の円形の波が
干渉するという二つの条件で円が次第に螺旋波になっていくのである。その様子を示すのがこれである。
螺旋波のでき方
https://www.youtube.com/watch?v=GEF_NtTNeMc
螺旋の中心になるのは特別な細胞ではなく、複数あっても良い。それらが干渉することでより大きな螺旋となる。つまり、干渉しあった螺旋の数が多いほど集合する粘菌も増えるのである。その結果、子実体(キノコ状)も大きくなるのである。
言ってみれば次世代の子孫の数が増えるということになる。だから螺旋は粘菌にとって生き残りの戦略なのである。
これで粘菌のこの指とまれのゲームで発せられる信号が螺旋で伝わり、それだけ集まる細胞も多くなることが分かった。しかし、その集る粘菌細胞はどのようにして集まるのだろうか。単にこの指止まれ言った細胞の近くに真っ直ぐに集まるのだろうか。写真では螺旋になっている。
粘菌には走行性と言う性質がある。信号が来た方向に向かうのである。信号が来るのは螺旋である。だから螺旋の中心に向かうのである。そして螺旋の中心は特異点だから特異点に向かうのである。-
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