Pensi di vedere uno schema. Probabilmente apofenia. Questo è il termine fantasioso per indicare l’impulso umano di collegare punti che non vanno veramente insieme. Fissa una nuvola abbastanza a lungo e troverai la faccia del tuo ex. O un cavalluccio marino. È un problema tecnico nel cablaggio. Ma la natura? A volte lo significa davvero.
Saket Navlakha lo sa. Professore associato al Cold Spring Harbor Laboratory, sta dando la caccia a questi codici nascosti. Ne ha trovato uno in una pianta che probabilmente hai ignorato dal 2012.
La pianta monetaria cinese. Pilea peperomioides.
È una pianta d’appartamento. Foglie rotonde. Regalato durante le feste. Abbastanza innocuo. Dentro quelle foglie c’è una mappa. Un rigoroso layout geometrico chiamato diagramma di Voronoi.
La geometria dello spazio
Cos’è un diagramma di Voronoi? È un modo per dividere lo spazio.
Pensa ai distretti scolastici. Ogni bambino vive nella zona più vicina a una scuola specifica. Traccia linee tra quelle zone. Quelle linee sono equidistanti dalle scuole. Questo è Voronoi. Lo usano gli urbanisti. Le reti di computer lo usano.
“I diagrammi di Voronoi vengono utilizzati da secoli… spaziando dalla pianificazione urbana alla progettazione delle reti.” Navlakha nota che questa non è una novità. La matematica è vecchia. L’applicazione alla biologia? Raro.
La natura a volte finge. Le macchie delle giraffe sembrano tassellature di Voronoi. Vicino, certo. Ma confuso. Mancanza di centri chiari. Navlakha e il suo ex studente, Cici Zheng, hanno osservato più da vicino la pianta del denaro. Questo aveva dei veri centri. Definizione chiara. Nessuna ambiguità.
Lo hanno visto immediatamente. Una naturale eccezione al solito rumore biologico.
Vene, pori e algoritmi
Queste piante sono piante perenni dello Yunnan e del Sichuan. Inviano acqua e sostanze nutritive attraverso un sistema ad anello. Le foglie hanno pori chiamati idatodi. L’acqua esce o entra qui.
Intorno a ciascun poro? Una rete di vene reticolate. Non si limitano a vagare. Si fermano proprio quando incontrano le vene dei pori vicini.
Navlakha e Zheng lo hanno mappato. Le vene non hanno indovinato. Seguivano le regole. Per capire il meccanismo chiamarono Przemysław Prusinkieuicz. Lui è il ragazzo. Trascorre decenni a studiare come le piante costruiscono le proprie vene.
Insieme, hanno isolato l’algoritmo. Il “codice naturale” che guida la crescita.
Ecco il kicker.
Le piante non possono misurare. Nessun righello. Niente GPS. Non calcolano consapevolmente la distanza dal poro più vicino.
“A differenza degli esseri umani, le piante non possono misurare esplicitamente le distanze”, afferma Zheng. Adesso è all’Allen Institute e sta ancora cercando di risolvere la questione. “Si affidano invece all’interazione biologica locale per ottenere lo stesso risultato di Voronoi”.
La pianta reagisce a ciò che le sta accanto. Semplici spostamenti locali. L’ordine globale emerge dal piccolo caos. Funziona.
Perché le linee sono importanti
È una fusione. Geometria classica. Botanica moderna. Informatica. Tutto in una pianta in vaso da 12 dollari.
“Proprio come gli esseri umani devono sopravvivere per sopravvivere, lo stesso vale per gli altri organismi.”
Sembra pesante. Ma è pratico. Gli organismi risolvono i problemi per sopravvivere. Il problema qui era la distribuzione delle risorse. La soluzione era la geometria.
Prusinkiewiecz ne sottolinea il significato. La formazione della vena reticolata era stata un fantasma. Una questione aperta che aleggia in botanica da decenni. Perché le vene si attorcigliano in questo modo?
“Finalmente abbiamo una risposta plausibile”, ha detto. La centrale monetaria cinese ha risolto un mistero che non avevamo nemmeno finito di inquadrare.
Questa evoluzione è pianificata in anticipo? Improbabile. È l’efficienza a vincere ancora. Regole semplici creano forme complesse.
Navlakha vuole guardare oltre. Pensa che questo lavoro finirà per influenzare il modo in cui comprendiamo l’evoluzione stessa. I principi matematici alla base della vita sono più antichi dei computer. Stiamo solo recuperando terreno.
La pianta è lì. In attesa. Fare i conti mentre ti dimentichi di annaffiarlo.
