Alan Turing i czarcie kręgi

Alan Turing przeszedł do historii jako jeden z ojców informatyki i sztucznej inteligencji. Znacznie mniej osób wie o tym, że znacząco przyczynił się on do rozwoju jeszcze jednej specjalności naukowej – biologii matematycznej. W 1952 r., dwa lata przed samobójczą śmiercią, Turing opublikował pracę, w której zaproponował matematyczny opis zjawiska morfogenezy, czyli wczesnego rozwoju zarodka. Wykazał, że komórki embrionu przekształcają się w złożone tkanki i organy w wyniku różnic w dyfuzji, czyli – w uproszczeniu – rozprzestrzenianiu się cząstek dwóch wymieszanych ze sobą substancji. Później okazało się, że za pomocą zaproponowanego przez niego układu równań różniczkowych można opisać rozwój nie tylko embrionu, ale wielu innych niejednorodnych struktur biologicznych powstających spontanicznie w naturze, tak różnych jak zmarszczki na wydmie, cętki na skórze lamparta czy niektóre aranżacje przestrzenne chmur.

Wszystkie te zjawiska, które rozwijają się wg modelu zaproponowanego przez genialnego matematyka, nazwano wzorami Turinga. Okazuje się, że do tej kategorii należą również czarcie kręgi, tworzone w niektórych miejscach przez trawę. Do takiego wniosku doszli biolodzy z Georg-August-Universität w Getyndze w Niemczech, którzy zainteresowali się ich kolistymi strukturami w australijskim buszu. Kręgi obserwowano jedynie tam, gdzie w glebie występował chroniczny niedobór wody. Dzięki nim trawa efektywniej gospodarowała jej zasobami. Samoorganizowała się w obliczu kryzysu stopniowo: w ciągu wielu lat kępy przeradzały się w okręgi, ku którym spływała woda z ich środka. Przechwycona w ten sposób wilgoć przenikała do korzeni, a trawa dawała cień, który chronił przed wysuszeniem nowe nasiona. Z nich kiełkowały nowe źdźbła, utrwalając całą strukturę.