Американские ученые установили, что структура листьев известного комнатного растения — денежного дерева из Китая — подчиняется сложной математической закономерности, известной как диаграмма Вороного. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications (NatCom). 
Диаграмма Вороного — это геометрическая система, разделяющая пространство на области вокруг определенных точек. Простой пример — школьные округа: каждая территория принадлежит ближайшей школе. Подобные структуры встречаются и в природе, например, в рисунке на шкурах жирафов.
Объектом нового исследования стало растение Pilea peperomioides, произрастающее в китайских провинциях Юньнань и Сычуань. На его округлых листьях находятся специальные поры — гидатоды, вокруг которых располагаются разветвленные сосудистые сети, перенаправляющие воду и питательные вещества.
Ученые детально исследовали расположение пор и жилок и выяснили, что они формируют структуру, напоминающую диаграмму Вороного. Причем в данном случае центральные точки системы хорошо заметны — что крайне редко встречается в живой природе.
Чтобы понять, как формируется такой рисунок, исследователи совместно с канадским специалистом по формированию сосудистых систем растений Пшемыславом Прусинкевичем разработали модель «естественного алгоритма», управляющего ростом жилок.
По словам авторов работы, растения не в состоянии измерять расстояния так, как это делают люди, однако локальные биологические взаимодействия позволяют им формировать удивительно точные геометрические структуры.
Исследователи предполагают, что открытие поможет глубже понять, как живые организмы создают сложные упорядоченные системы без централизованного управления. Более того, работа может пролить свет на механизмы эволюции и развития растений.
Авторы отметили, что изучение подобных закономерностей демонстрирует тесную связь между математикой, биологией и информатикой.
Фото: hi-tech.mail.ru