Anda pikir Anda melihat sebuah pola. Mungkin apophenia. Itu adalah istilah bagus untuk dorongan manusia untuk menghubungkan titik-titik yang tidak benar-benar sejalan. Menatap awan cukup lama dan Anda akan menemukan wajah mantan Anda. Atau kuda laut. Ini adalah kesalahan pada kabelnya. Tapi alam? Kadang-kadang itu benar-benar bersungguh-sungguh.
Saket Navlakha mengetahui hal ini. Seorang profesor di Cold Spring Harbor Laboratory, dia sedang memburu kode-kode tersembunyi ini. Dia menemukan satu di tanaman yang mungkin Anda abaikan sejak tahun 2012.
Pabrik uang Tiongkok. Pilea peperomioides.
Itu adalah tanaman hias. Daun bulat. Diberikan di sekitar hari libur. Cukup tidak berbahaya. Di dalam dedaunan itu ada peta. Tata letak geometris yang ketat disebut diagram Voronoi.
Geometri Ruang
Apa itu diagram Voronoi? Ini adalah cara untuk membagi ruang.
Pikirkan distrik sekolah. Setiap anak tinggal di daerah yang paling dekat dengan satu sekolah tertentu. Anda menarik garis di antara zona-zona tersebut. Jarak garis tersebut sama dari sekolah. Itu Voronoi. Perencana kota menggunakannya. Jaringan komputer menggunakannya.
“Diagram Voronoi telah digunakan selama berabad-abad… mulai dari perencanaan kota hingga desain jaringan.” Navlakha mencatat bahwa ini bukanlah hal baru. Matematikanya sudah tua. Penerapannya pada biologi? Langka.
Alam terkadang memalsukannya. Bintik-bintik jerapah tampak seperti tesselasi Voronoi. Tutup, tentu saja. Tapi kabur. Kurangnya pusat yang jelas. Navlakha dan mantan muridnya, Cici Zheng, melihat lebih dekat ke pabrik uang tersebut. Yang ini mempunyai pusat yang nyata. Definisi yang jelas. Tidak ada ambiguitas.
Mereka segera melihatnya. Pengecualian alami terhadap kebisingan biologis biasa.
Pembuluh Darah, Pori-Pori, Dan Algoritma
Tanaman ini merupakan tanaman keras dari Yunnan dan Sichuan. Mereka mengirimkan air dan nutrisi melalui sistem loop. Daun memiliki pori-pori yang disebut hidatoda. Air keluar atau masuk disini.
Mengelilingi setiap pori? Jaringan vena retikulat. Mereka tidak hanya mengembara. Mereka berhenti tepat ketika bertemu dengan urat pori-pori di sekitarnya.
Navlakha dan Zheng memetakan hal ini. Pembuluh darahnya tidak menebak. Mereka mengikuti aturan. Untuk mengetahui mekanismenya, mereka memanggil Przemysław Prusinkieuicz. Dialah orangnya. Dia menghabiskan waktu puluhan tahun mempelajari bagaimana tanaman membangun pembuluh darahnya sendiri.
Bersama-sama, mereka mengisolasi algoritme tersebut. “Kode alam” yang mendorong pertumbuhan.
Ini penendangnya.
Tumbuhan tidak bisa mengukur. Tidak ada penggaris. Tidak ada GPS. Mereka tidak secara sadar menghitung jarak ke pori terdekat.
“Tidak seperti manusia, tumbuhan tidak dapat mengukur jarak secara eksplisit,” kata Zheng. Dia sekarang berada di Allen Institute dan masih memikirkan hal ini. “Sebaliknya, mereka mengandalkan interaksi biologis lokal untuk mencapai hasil Voronoi yang sama.”
Tumbuhan bereaksi terhadap apa yang ada di sebelahnya. Gerakan lokal yang sederhana. Tatanan global muncul dari kekacauan kecil. Ini berhasil.
Mengapa Garis Penting
Ini adalah merger. Geometri klasik. Botani modern. Ilmu Komputer. Semuanya dalam pot tanaman seharga $12.
“Sama seperti manusia yang harus bertahan hidup untuk bertahan hidup, hal yang sama juga berlaku untuk organisme lain.”
Kedengarannya berat. Tapi ini praktis. Organisme memecahkan masalah agar tetap hidup. Masalahnya di sini adalah distribusi sumber daya. Solusinya adalah geometri.
Prusinkiewiecz mencatat pentingnya hal ini. Pembentukan pembuluh darah retikulat adalah suatu hal yang lumrah. Sebuah pertanyaan terbuka beredar di bidang botani selama beberapa dekade. Mengapa pembuluh darah vena melingkar seperti itu?
“Akhirnya kami memiliki jawaban yang masuk akal,” katanya. Pabrik uang Tiongkok memecahkan misteri yang bahkan belum kami selesaikan.
Apakah evolusi ini berencana ke depan? Tidak mungkin. Ini adalah efisiensi yang menang lagi. Aturan sederhana menciptakan bentuk yang kompleks.
Navlakha ingin melihat lebih jauh. Menurutnya, penelitian ini pada akhirnya akan mempengaruhi cara kita memahami evolusi itu sendiri. Prinsip-prinsip matematika di balik kehidupan lebih tua dari komputer. Kami baru saja mengejar ketinggalan.
Tanaman itu ada di sana. Menunggu. Menghitungnya saat Anda lupa menyiramnya.
