كيف يحوّل مجرى جبلي في الروكي الصخور إلى مياه بيضاء
ADVERTISEMENT
ما يبدو كأنه تغيّر في اللون هو في الحقيقة أثر اصطدام: فعندما يضرب الماء السريع الصخور وينضغط ملتفًا حولها، يحبس الهواء، وهذا الهواء المدفوع إلى الداخل هو ما يجعل المجرى يتحول إلى الأبيض.
أما الماء نفسه فيبقى صافيًا. فالبياض الذي تراه هو ضوء يرتد عن عدد لا يُحصى من الفقاعات
ADVERTISEMENT
الصغيرة التي تشتدّ داخل الجريان. ويسمّي علماء الأنهار ذلك «الهواء المنجرف إلى داخل الماء»، وهو ببساطة هواء يختلط بالماء تحت السطح بفعل الاضطراب.
وتشرح هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية تدفّق الجداول المضطرب بعبارات فيزيائية واضحة: عندما يتحرك الماء بسرعة فوق قيعان خشنة، أو حول العوائق، أو عبر الانحدارات الشديدة، يتفكك الجريان، ويدور، ويمتزج. وهذا الامتزاج يسحب الهواء إلى ما دون السطح. وما إن تعرف ذلك، حتى لا يعود الماء الأبيض يبدو لونًا، بل أثر ارتطام.
ADVERTISEMENT
يبدأ البياض عند وجه الصخرة، لا في الماء نفسه
يمكنك أن تتخيل الخطوة الأولى. تندفع صفحة من الماء نحو صخرة كبيرة ولا تستطيع النفاذ من خلالها، فينثني الجريان، وينطوي، وينقسم. وعند نقطة التماس، يتمزق السطح الأملس.
تصوير كريس رودز على Unsplash
ثم يحدث الأمر بسرعة: ضربة، فالتفاف، فاحتجاز، ففقاعات، فتبعثر. يلتف الماء فوق نفسه، وتُقرص جيوب من الهواء فتُفصل، ثم تتكسر تلك الجيوب إلى فقاعات أصغر. وكلما صغرت الفقاعات وكثر عددها، بدا الموضع أشد بياضًا.
أما هذا الجزء الأخير فيتعلق بالضوء. فالماء الصافي يترك الضوء يمر عبره. لكن دوامة من الفقاعات الدقيقة تبعثر الضوء في اتجاهات كثيرة، تمامًا كما يبدو الثلج المجروش أبيض رغم أن الجليد نفسه شفاف.
ولهذا يظهر أشد البياض غالبًا حيث يضيق المجرى، أو حيث يهبط الماء فوق حافة، أو حيث يصطدم التيار بصخرة ثم يرتد عنها. وكل موضع من هذه المواضع يسهل أن ترسمه في ذهنك: نقطة اختناق، ودرجة هبوط، واصطدام عنيف.
ADVERTISEMENT
يمكنك اختبار الفكرة الأساسية في المنزل. فكأس من الماء الساكن يبدو صافيًا. وإذا حرّكته فقد ترى بعض الفقاعات، لكن إذا صببت الماء بقوة في مغسلة أو زجاجة فسيتحول إلى عكر للحظة، ثم يصفو مع صعود الفقاعات وخروجها.
لماذا تُصدر صخرة هسيسًا فيما تترك أخرى الماء ينساب فحسب؟
ليست كل صخرة تصنع ماءً أبيض. فقد لا تفعل حجارة مستديرة تحت جريان لطيف أكثر من ثني التيار قليلًا. أما الصخرة البارزة في الماء السريع فتفعل أكثر من ذلك: إذ تُجبر الجريان على أن ينفصل، ويتدحرج، ثم يعاود الاتصال في اتجاه المصب، وهناك بالضبط ينشغل الاضطراب.
إذا وقفت قرب صخرة ظاهرة وأرهفت السمع، فإن الصوت يفضح ما يجري فيها. فقبلها تسمع اندفاعًا أخفض، أكثر سلاسةً وتسطحًا. وعند الموضع الذي يتكسر فيه الماء ويلتف حول الصخرة، يحتدّ ذلك الصوت ليتحول إلى هسيس رغوي.
ADVERTISEMENT
وهذا الهسيس مفيد. فهو يحدد الموضع الذي يتمزق فيه السطح، ويُضرَب فيه الهواء إلى الداخل، ويتحوّل فيه الماء إلى الأبيض على نحو مرئي. ويمكن لأذنيك في كثير من الأحيان أن تعثرا على الاضطراب قبل أن تتمكن عيناك من فرز النمط.
وقد قاس باحثو الهيدروليكا منذ زمن طويل هذه الصلة بين الاضطراب واندفاع الهواء إلى الماء في المفيضات، والمنحدرات السريعة، والمجاري الشديدة الانحدار: فكلما كان الجريان أشد خشونةً وأسرع وأكثر تكسّرًا، سحب معه مزيدًا من الهواء. ولا تحتاج إلى أدوات القياس وأنت عند الجدول؛ يكفيك أن تلاحظ أين ينضغط الماء، ويتكسر، ويرتد.
الصدمة في وسط المجرى: هذا البياض الخاطف صاغته عصور طويلة
وهنا الجزء الذي يغيّر المشهد كله. فالبياض يتشكل في أجزاء من الثانية، مباشرة عند وجه الصخرة. لكن الصخرة التي تؤدي هذا الدور شكّلها التيار نفسه عبر سنوات، وفيضانات، وتجمّد وذوبان، ورسوبيات كاشطة، واصطدامات متكررة.
ADVERTISEMENT
لم تصل تلك الصخرة إلى مكانها وهي نحاتة مصقولة للمجرى. فقد حمل الماء فوقها الرمل والحصى، وطرقها بصخور أخرى، ودوّر حوافها، وفي كثير من المجاري نقلها شيئًا فشيئًا أثناء الجريان العالي. فالمجرى عنيف في اللحظة، صبور عبر الزمن، وكلا المقياسين ظاهر في الموضع نفسه.
لذلك، حين تشير إلى لسان أبيض من الماء ينسلخ عن صخرة، فأنت تنظر إلى مهمتين في آن واحد. ففي اللحظة الراهنة، تُجبر الصخرة الجريان على الاضطراب وتحجز الهواء. وعلى امتداد فصول كثيرة، ظلّ المجرى يرتب الصخرة لتغدو على هذا النحو تمامًا: عائقًا قادرًا على مواصلة ذلك.
هل هو حقًا ماء أبيض، أم مجرد رغوة أو وهج أو ضبابية كاميرا؟
هنا يختلط الأمر على الناس. فالماء الأبيض الحقيقي ينتج من فقاعات داخل جريان مضطرب. وقد تبدو الرغوة شبيهة به، لكنها مختلفة: فهي تتكوّن عادة عندما تجعل مركبات عضوية طبيعية في الماء الفقاعاتَ تدوم مدة أطول، وغالبًا ما تتجمع في تراكمات أهدأ عند الحواف أو الدوامات الجانبية.
ADVERTISEMENT
أما الوهج فمختلف مرة أخرى. إذ قد يومض ضوء الشمس المنعكس عن سطح أملس باللون الأبيض، لكنه يتغير بحدة تبعًا لزاوية النظر، ولا يصاحبه ذلك الملمس المتكسّر المشبع بالهواء.
كما أن الصور ذات التعريض الطويل قد تجعل الماء المتحرك يبدو كضبابية حريرية. وقد يبالغ ذلك في مظهر البياض الناعم. لكن في المنحدرات السريعة الحقيقية، يظل البياض الفعلي ناتجًا من الفقاعات التي يقلبها الاضطراب داخل الماء، لا من صبغة بيضاء في الماء.
وثمة اختبار ميداني بسيط. ابحث عن بياض متقطع ونشط حيث يضرب التيار، أو يهبط، أو يضيق. فإذا أخذ البياض يخف ويصفو بعد مسافة قصيرة في اتجاه المصب، فأنت تشاهد الفقاعات وهي تصعد إلى الخارج، والماء يعود إلى جريانه الصافي.
كيف تقرأ جدولًا مائيًا في أقل من دقيقة
ابدأ بصخرة واحدة، لا بالمجرى كله. وابحث عن الموضع الذي يواجه فيه التيار الصخرة مباشرة، أو ينضغط بين الصخرة والضفة. وراقب السطح وهو يتغضن، ويلتف، ويتكسر.
ADVERTISEMENT
ثم أصغِ إلى التحول من اندفاع منخفض إلى هسيس أشد حدة. فذلك عادة هو الموضع الذي يكون فيه امتزاج الهواء بالماء في أقواه، وحيث يُصنع البياض أمام عينيك في الزمن الحقيقي.
راقب وأصغِ إلى المواضع التي ينضغط فيها الماء، ويتكسر، ويهمس ملتفًا حول الصخر؛ فهناك يملأ الهواء الماء الصافي ويتحوّل إلى الأبيض أمام عينيك.
إيكر مور
ADVERTISEMENT
5 أشياء يمكنك التحقق منها في نهايات قطع الأنابيب الفولاذية قبل افتراض المواصفات
ADVERTISEMENT
قد يكشف لك طرف الأنبوب الخشن سريعًا بعض الدلالات المفيدة عن المواصفات، لكنه لا يستطيع وحده أن يثبت الدرجة أو تاريخ الخدمة أو الامتثال للكود. وما يمكنه فعله هو أن يساعدك على تكوين قراءة أولية منضبطة انطلاقًا من أربعة أمور تراها أمامك الآن: سُمك الجدار، والعلاقة بين قطر التجويف والقطر
ADVERTISEMENT
الخارجي، وأثر وجود اللحام الطولي، والفرق بين أكسدة الحافة والمعدن الأعمق في الداخل. بعد ذلك تقيس وتبدأ البحث عن التعريف الرسمي.
5 أشياء افحصها قبل أن تثق ببطاقة تعريف الرف
حين لا يتوفر لديك سوى الطرف المقطوع، فابدأ بالجدار. يظهر سُمك الجدار الكبير قبل أي شيء تقريبًا، حتى في القطع الرديء. فإذا بدا الجدار سميكًا مقارنة بالفتحة، فقد تكون أمام أنبوب ذي Schedule أعلى، لا أنبوبًا رقيق الجدار من نوع tubing.
صورة بعدسة engin akyurt على Unsplash
ADVERTISEMENT
وسبب فاعلية ذلك بسيط. فالأنابيب الفولاذية القياسية تحتفظ بقطر خارجي ثابت لمقاس اسمي معين، بينما يتغير سُمك الجدار بحسب الـ Schedule. ويُعد ASME B36.10 المعيار البُعدي الشائع هنا بلغة الورشة المباشرة: إذ يمكن للمقاس الاسمي نفسه للأنبوب أن يحتفظ بالقطر الخارجي نفسه، بينما يزداد سُمك الجدار ويصغر الفتحة الداخلية. وخطوة التحقق هنا هي أن تضع القدمة ذات الورنية على الجدار وعلى القطر الخارجي، ثم تقارن هذه الأرقام بجدول B36.10 بدلًا من التخمين من الذاكرة.
بعد ذلك، قارن بين قطر التجويف والقطر الخارجي. كثير من المبتدئين يحدقون في الفتحة ثم يحددون المقاس بناء عليها وحدها. وهذه عادة سيئة. فالأنبوب الاسمي مقاس 2 بوصة لا يقيس 2 بوصة من الخارج، كما أن اختلافات الـ Schedule قد تجعل التجويف يبدو صغيرًا أو كبيرًا على نحو خادع مع بقاء القطر الخارجي نفسه.
ADVERTISEMENT
ويساعدك هذا النمط القائم على الفرق بين الخارج والداخل بأسرع طريقة على تجنب الخلط بين pipe وtube. فـ tube يُعرّف عادة بقطره الخارجي الفعلي وسُمك جداره. أما pipe فيُعرّف بالمقاس الاسمي والـ Schedule، لذلك قد يبدو الطرف المقطوع «غير منطقي» إذا كنت تتوقع أن يطابق الاسم ما تقوله المسطرة. وخطوة التحقق هي: قِس القطر الخارجي أولًا، ثم سُمك الجدار، ثم استنتج من ذلك المقاس الاسمي المحتمل للأنبوب والـ Schedule بالرجوع إلى الجدول القياسي.
الطرف المقطوع يفضح الأنبوب كله.
والآن ابحث عن أثر اللحام الطولي. ففي الأنابيب الملحومة بالمقاومة الكهربائية قد تلمح خطًا خافتًا أو تغيرًا بسيطًا في الملمس يعبر خلال الجدار، ويكون أحيانًا أسهل في الرصد من داخل التجويف أكثر من الحافة نفسها. أما الأنبوب غير الملحوم فلن يظهر فيه هذا الخط، وإن كانت القطعية الخشنة بالمنشار قد تخفيه إذا كانت الحافة ممزقة.
ADVERTISEMENT
وهنا لطريقة التصنيع أهميتها. فأنبوب ERW يبدأ كشريط يُشكَّل على هيئة أنبوب ثم يُلحَم على امتداده الطولي، لذلك قد تترك منطقة اللحام أثرًا مرئيًا عند وجه القطع. أما الأنبوب غير الملحوم فيُصنَّع من دون هذا اللحام الطولي، ولذلك لا يوجد خط لحام يمكن العثور عليه. وخطوة التحقق هي أن تدير الأنبوب، وتنظر على امتداد جسمه، وتتحقق مما إذا كان ذلك الخط يمتد إلى ما بعد وجه القطع قبل أن تحسم الأمر.
انظر إلى اللون، لكن لا تتعجل في تخمين الدرجة. فقد تحمل الحافة الخشنة مسحة بنية مائلة إلى الصدأ حيث تعرض موضع القطع للهواء، بينما قد تلتقط في العمق انعكاسًا أبرد مائلًا إلى الأزرق والأبيض من معدن أنظف. وغالبًا ما يكشف هذا التباين عن أكسدة السطح، وحرارة القطع الحديثة، وظروف التخزين، أكثر مما يكشف عن نوع السبيكة نفسها.
ADVERTISEMENT
وهنا تكمن الفائدة العملية. فحتى الحافة الخشنة المتأثرة بالحرارة قد تحتفظ بالدلائل البُعدية ودلائل التصنيع التي تحتاج إليها. فقد يبدو الطرف قبيحًا، لكن سُمك الجدار يظل سُمك الجدار، وخط اللحام يظل خط لحام، ويمكن للداخل الأنظف أن يخبرك بأن الأكسدة سطحية في معظمها.
اللون وحده لا يحدد الدرجة أبدًا. فالفولاذ الكربوني، والأنبوب المطلي، والفولاذ غير القابل للصدأ، والمخزون القديم الملطخ بأوساخ الورشة، كلها قد تخدعك تحت إضاءة سيئة. وخطوة التحقق هي: إذا كان الأمر مهمًا في العمل، فاستخدم PMI لتأكيد السبيكة، أو نظف موضعًا على الأقل وقارن العلامات بدلًا من إصدار حكم بناء على اللون.
وآخر فحص بصري: قارن بين جودة القطع وحالة جسم الأنبوب. فالقطع الحديث بالمنشار في أنبوب متأثر بالعوامل الجوية قد يخبرك بأن السطح الخارجي ظل في ساحة التخزين، بينما بقي المعدن الأساسي تحته سليمًا. كما أن القطع المشوه بالمشعل، أو الزوائد الحادة الكثيفة، أو النهاية غير المتعامدة بشدة، قد تشوه أيضًا ما تظن أنك تراه، ولا سيما في أثر اللحام الظاهر وفي التقدير الظاهري لسُمك الجدار.
ADVERTISEMENT
وهنا تقع أخطاء المتعجلين. يرى العامل الجديد حافة بنية فيحكم على القطعة كلها بأنها خردة. ثم تكشف تمريرة سريعة بفرشاة سلك وقياس واحد نظيف عن جدار صالح، وقطر خارجي مطابق للتوقع، وأن الأكسدة ليست سوى سطحية. وقد رأيت ذلك ينقذ قطعة جيدة من قرار إرسالها إلى الخردة أكثر من مرة.
ما الذي يمكن أن يؤكده القياس السريع ولا تستطيع العين تأكيده؟
بمجرد أن تمنحك المعاينة البصرية اتجاهًا مرجحًا، ابدأ القياس. فالقطر الخارجي وسُمك الجدار معًا هما الثنائي الذي يمكن الدفاع عنه. وبالاستناد إلى أبعاد ASME B36.10 بلغة واضحة، يمكنك تضييق نطاق المقاس الاسمي والـ Schedule المحتملين، لأن القطر الخارجي يبقى ثابتًا بحسب المقاس الاسمي، بينما يتغير سُمك الجدار بحسب الـ Schedule.
وعند هذه النقطة تتحول القراءة الأولية إلى معلومة عملية مفيدة في الورشة بدل أن تبقى مجرد حكاية متداولة بين العمال. فإذا تطابق القطر الخارجي الذي قسته مع مقاس اسمي، وتطابق سُمك الجدار مع Schedule شائع، صار لديك الآن افتراض عملي يمكنك شرحه. لا أن تصادق عليه رسميًا، بل أن تشرحه.
ADVERTISEMENT
لماذا تخسر العين بعض المواجهات رغم ذلك؟
وهنا الجزء الصريح: هذه الطريقة لا تنجح مع كل سبيكة أو طلاء أو حالة إضاءة أو جودة قطع، ولا يمكنها أن تحل محل القدمة ذات الورنية أو PMI أو تتبع المنشأ من شهادة المصنع عندما تكون المهمة حساسة. فكثير من الأنابيب تتشابه أكثر من أن تُميَّز بالعين. وبعضها مطلي أو مجلفن أو مكسو بالقشور أو مبطن أو متآكل إلى درجة تخفي الأدلة.
فالتعريف الرسمي يأتي من العلامات، لا من الانطباعات. وتشير إرشادات Tenaris الخاصة بتعريف الأنابيب إلى سلسلة الإثبات المعتادة: العلامات المطبوعة بالاستنسل، والترميز اللوني، والختم بالقالب حيثما كان ذلك منطبقًا. وإذا استطعت العثور على علامات مقروءة على جسم الأنبوب أو الوصلة أو في مستندات الرزمة، فإن ذلك يتفوق على أي حكم بصري في كل مرة.
استخدم القراءة البصرية بوصفها فرزًا أوليًا. فهي تساعدك على تحديد ما ينبغي قياسه بعد ذلك، وما ينبغي تنظيفه، وما إذا كان يجدر البحث عن بقايا الطباعة بالاستنسل، وما إذا كانت القطعة تستحق الاحتفاظ بها من أجل PMI أو من أجل المستندات. هذا استخدام قوي لعينيك، لكنه ليس تصريحًا بتجاوز بقية الخطوات.
ADVERTISEMENT
امنح نفسك اختبارًا سريعًا قبل أن تبدي رأيك: إذا اضطررت إلى الدفاع عن هذا الحكم أمام مشرف خلال 30 ثانية، فما الذي لاحظته فعلًا: سُمك الجدار، أم أثر اللحام، أم القشور السطحية، أم اللون فقط؟
الروتين العملي عند الطاولة الذي يجنّبك الوقوع في المتاعب
اقرأ الطرف بهذا الترتيب: انظر إلى سُمك الجدار، وقارن بين قطر التجويف والقطر الخارجي، وابحث عن أثر اللحام الطولي، وتحقق مما إذا كانت أكسدة الحافة سطحية فقط، ثم قِس القطر الخارجي وسُمك الجدار بالقدمة ذات الورنية، وابحث عن الطباعة بالاستنسل أو الترميز اللوني أو الختم بالقالب قبل أن تصدر أي حكم له تبعات فعلية.
كوزيما باور
ADVERTISEMENT
العمل المفقود لآلان تورينج قد يكشف كيف حصلت النمور على خطوطها
ADVERTISEMENT
أصبح عالم الرياضيات آلان تورينج اليوم مشهورًا عالميًا لأنه ساعد الحلفاء على تحقيق النصر على دول المحور من خلال فك تشفير كان يعتبر غير قابل للفك. وقد ألهمت هذه القصة فيلم The Imitation Game (لعبة التقليد) الذي أنتج عام 2014. ومع ذلك، ظلت أعمال تورينج في مجال التشفير طي الكتمان
ADVERTISEMENT
حتى سبعينيات القرن العشرين، لذلك لم تُعرف إنجازاته المذهلة إلا بعد وفاته.
خلال حياته، كان تورينج معروفاً بين بعض الخبراء. فقد طوّر النموذج الرياضي للحاسوب وشرح الكميات الرياضية التي يمكن أن يحسبها، والمهام التي تتجاوز حتى أكثر الخوارزميات تطوراً. كما اشتهر أيضًا باختبار طوّره، والذي سُمي فيما بعد باسمه، والذي يقيّم مدى ظهور الذكاء الاصطناعي ”البشري“. على سبيل المثال، إذا لم يتمكن الناس من معرفة ما إذا كانوا يتحدثون إلى شخص حقيقي أو ذكاء اصطناعي، فإن الآلة قد اجتازت اختبار تورينج.
ADVERTISEMENT
قائمة مساهمات تورينج العلمية طويلة. لكن نادراً ما يتم ذكر مجال واحد من أبحاثه: عمله في علم الأحياء الرياضي الذي تناول تكوين الأنماط. فقد كان مهتمًا بمسألة كيفية تكوين الحيوانات لخطوطها وبقعها المثيرة للإعجاب، وكان مقتنعًا بأنه لا بد من وجود آلية تقوم من خلالها الأصباغ في خلايا الجلد بترتيب نفسها في هذه الأنماط. نستعرض في هذه المقالة هذا المجال المفقود من مجالات عمل تورينج.
الصورة بواسطة The way of Changpian , على Wikimedia
آلان تورينج عام 1951
كيف يحصل النمر على خطوطه؟
قد نستغرب عندما نسمع بوجود رابط بين العوامل الرياضية المجردة وخطوط النمر. وذلك لأننا نفترض أن بعض العمليات الكيميائية الحيوية المعقدة هي التي تؤدي إلى أنماط النمر المثيرة للإعجاب من النقاط والخطوط، وليس شيئًا يمكن تمثيله رياضيًا.
ولكن تورينج أراد أن يفهم هذه الظاهرة، ووجد بالفعل آلية بسيطة للغاية يمكنها تفسير الأنماط.
ADVERTISEMENT
لفهم أفكار تورينج نحتاج أولاً إلى خلفية بيولوجية بسيطة. إن نمط جلد النمر يحدَّد قبل ولادته. ففي النمر الجنين، تنشأ الخلايا المنتجة للصبغة في النقطة التي سيتطور فيها العمود الفقري لاحقاً. ومن هناك، تهاجر هذه الخلايا عبر الجسم بأكمله. وعلى الرغم من عدم وجود أبحاث حول هذه الخلايا في زمن تورينج، إلا أنه أدرك أن هناك عملية تطورية تشكل أنماط الجلد، وأراد معرفة كيفية حدوث ذلك.
كان من المستحيل نمذجة جميع الجزيئات المتفاعلة في الجنين الحيواني. علاوة على ذلك، لم يكن تورينج خبيرًا في الكيمياء الحيوية. لذلك، وكما هو معتاد بالنسبة لعلماء الرياضيات، بدأ بنموذج بسيط للغاية. فقد درس كيف ينتشر جزيئان مختلفان منتجان للصبغة، أطلق عليهما عمومًا اسم مورفوجينات، من خلية إلى أخرى.
الصورة بواسطة tamron18270 , على pxhere
ADVERTISEMENT
خطوط جلد النمر
قصة مورفوجينَين اثنين:
لنفترض أن أحد المورفوجينين مسؤول عن اللون الأسود والآخر مسؤول عن اللون البرتقالي. وكلما زاد عدد المورفوجينات السوداء أو البرتقالية، زاد إنتاج هذه الجزيئات بشكل عام. وبالإضافة إلى ذلك، تؤثر هاتان المادتان على بعضهما البعض: يمكن للمورفوجينات البرتقالية أن تثبط إنتاج المورفوجينات السوداء.
يوجد مثل هذا التفاعل في علم البيئة. على سبيل المثال، يمكن اعتبار المورفوجينات السوداء مثل الأرانب البرية التي تتكاثر بسرعة وبالتالي تجذب الثعالب (المورفوجينات البرتقالية). ولكن الثعالب تأكل الأرانب البرية وبالتالي تحد من تعدادها، فينقص عدد الثعالب بدوره، ونصل في نهاية المطاف إلى حالة مستقرة.
بترجمة هذا المثال إلى مورفوجينات، يمكن للمرء أن يتخيل كيف يمكن أن يعكس نمط يشبه النقاط المشابهة لفراء الفهد المرقّط أن أحد المورفوجينين قد حد من انتشار مورفوجين آخر.
ADVERTISEMENT
لم يستخدم تورينج تصور الثعلب والأرنب عندما وصف كيف يمكن للمورفوجينات أن تتحرك عبر خلايا الجنين، لكنه أخذ في الاعتبار ظاهرة الانتشار. فإذا كانت خلية ما تؤوي العديد من المورفوجينات السوداء، على سبيل المثال، وكانت خلية مجاورة تأوي القليل منها، فإن الجزيئات تسعى جاهدة إلى التحرك بحيث تتوزع بالتساوي قدر الإمكان.
يمكن وصف كل هذه العمليات بالمعادلات التفاضلية. تحتوي هذه المعادلات على مشتق واحد أو أكثر ويمكن أن تشير إلى كيفية تغير عدد المورفوجينات في الخلية الواحدة. استخدم تورينج هذه المعادلات لدراسة كيفية انتشار مورفوجينين اثنين في الخلايا والتوزيع الذي يحدث في النهاية. وبذلك، تمكن من ضبط العديد من المتغيرات. لنضع ذلك في سياق تشبيهنا للحيوان: كم عدد الثعالب والأرانب البرية في البداية؟ ما مدى سرعة تكاثر الأرانب البرية وكم عدد الثعالب التي تجذبها؟ ما مدى سرعة انتشارها؟ كيف يتم ترتيب الخلايا التي تهاجر من خلالها الجزيئات؟ كل هذه العوامل تؤثر على النمط الذي يظهر في النهاية.
ADVERTISEMENT
عندما بحث تورينج في هذه المسألة، لم يكن لديه حاسوب قوي تحت تصرفه، وكان عليه إجراء العديد من العمليات الحسابية يدويًا. قام بحل المعادلات التفاضلية، وسجل كيف توزع المورفوجينان في النهاية في الخلايا ولاحظ كيف ظهرت الأنماط. في بعض الحالات، كانت هناك خطوط، وفي حالات أخرى وجد نقاطًا أو أحيانًا بقعًا تشبه تلك الموجودة على الأبقار.
اكتشف تورينج أن نوع النمط يعتمد على ترتيب الخلايا. تميل الخطوط إلى التشكّل في البنى الصغيرة والممدودة، بينما تتشكل النقاط على الأسطح الكبيرة. النمر الكبير ليس حيواناً صغيراً، ولكن تخطيطه يشير إلى أن توزيع المورفوجينات يحدث في الوقت الذي يكون فيه جنينًا. ويمكن رؤية كلا التأثيرين في الفهود المرقطة: فجسمها مرقط، لكن ذيلها مخطط.
الصورة بواسطة Mistvan , على Wikimedia
الفهد المرقط وذيله المخطط
ADVERTISEMENT
نظرية جميلة، ولكن ماذا يحدث في الممارسة العملية؟
لسوء الحظ، لم يلقَ هذا العمل الذي قام به تورينج اهتمامًا كبيرًا خلال حياته. بعد فترة وجيزة من نشر بحثه في عام 1952، طغى اكتشاف بنية الحلزون المزدوج للحمض النووي على كل شيء آخر. استغرق الأمر حوالي 20 عامًا حتى أعاد علماء الأحياء اكتشاف عمل تورينج، ما ألهم جيلًا جديدًا لاختبار ما إذا كانت آلية تورينج تحدث بالفعل في الطبيعة. لكن التقنيات المطلوبة لم تكن متاحة إلا منذ العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.
لإثبات فرضية تورينج، يجب تحديد المورفوجينات الموافقة في الحيوانات. وعلى الرغم من أن هذا ليس بالأمر السهل، إلا أن هناك حالات قليلة معروفة الآن. على سبيل المثال، حدد العلماء بروتينين في الفئران التي تنتج البنية المخططة لحنكها، ويبدو أن ترتيب بصيلات الشعر في الحيوانات يتأثر ببروتينين آخرين. تُظهر هذه الأمثلة أن أفكار تورينج لا تقتصر على أنماط الألوان بل تنطبق أيضًا على التراكيب الأخرى.
ADVERTISEMENT
الخاتمة:
وماذا عن النمر وخطوطه؟ حتى الآن، تم اكتشاف المورفوجينات بشكل أوضح في الفئران، والتي يسهل دراستها في المختبر. ولكن نأمل أن يتم التوصل إلى استراتيجية علمية مستقبلية لإثبات آلية تورينج بما لا يدع مجالاً للشك في القطط الكبيرة أيضاً.