Você acha que está vendo um padrão. Provavelmente apofenia. Esse é o termo sofisticado para o desejo humano de conectar pontos que realmente não combinam. Olhe por tempo suficiente para uma nuvem e você encontrará o rosto do seu ex. Ou um cavalo-marinho. É uma falha na fiação. Mas natureza? Às vezes, realmente significa isso.
Saket Navlakha sabe disso. Professor associado do Laboratório Cold Spring Harbor, ele está caçando esses códigos ocultos. Ele encontrou um em uma fábrica que você provavelmente ignorou desde 2012.
A fábrica de dinheiro chinesa. Pilea peperomioides.
É uma planta de casa. Folhas redondas. Presenteado nas férias. Bastante inofensivo. Dentro dessas folhas há um mapa. Um layout geométrico estrito chamado diagrama de Voronoi.
A geometria do espaço
O que é um diagrama de Voronoi? É uma forma de dividir o espaço.
Pense nos distritos escolares. Cada criança mora na área mais próxima de uma escola específica. Você desenha linhas entre essas zonas. Essas linhas são equidistantes das escolas. Esse é Voronoi. Os planejadores urbanos o usam. As redes de computadores o utilizam.
“Os diagramas de Voronoi têm sido usados há séculos… desde o planejamento urbano até o projeto de redes.” Navlakha observa que isso não é novidade. A matemática é antiga. A aplicação à biologia? Cru.
A natureza às vezes finge. As manchas de girafas parecem mosaicos de Voronoi. Perto, claro. Mas confuso. Falta de centros claros. Navlakha e sua ex-aluna, Cici Zheng, examinaram mais de perto a fábrica de dinheiro. Este tinha centros reais. Definição clara. Sem ambiguidade.
Eles viram isso imediatamente. Uma exceção natural ao ruído biológico habitual.
Veias, poros e algoritmos
Estas plantas são perenes de Yunnan e Sichuan. Eles enviam água e nutrientes através de um sistema circular. As folhas têm poros chamados hidátodos. A água sai ou entra aqui.
Cercando cada poro? Uma teia de veias reticuladas. Eles não apenas vagam. Eles param precisamente quando encontram as veias dos poros vizinhos.
Navlakha e Zheng mapearam isso. As veias não adivinharam. Eles seguiram regras. Para descobrir o mecanismo, eles ligaram para Przemysław Prusinkieuicz. Ele é o cara. Ele passa décadas estudando como as plantas constroem suas próprias veias.
Juntos, eles isolaram o algoritmo. O “código natural” que impulsiona o crescimento.
Aqui está o chute.
As plantas não podem medir. Nenhum governante. Sem GPS. Eles não calculam conscientemente a distância até o poro mais próximo.
“Ao contrário dos humanos, as plantas não conseguem medir distâncias explicitamente”, diz Zheng. Ela está agora no Instituto Allen, ainda tentando resolver isso. “Em vez disso, eles dependem da interação biológica local para alcançar o mesmo resultado de Voronoi.”
A planta reage ao que está próximo a ela. Movimentos locais simples. A ordem global emerge do pequeno caos. Funciona.
Por que as linhas são importantes
É uma fusão. Geometria clássica. Botânica moderna. Ciência da Computação. Tudo em um vaso de planta de $ 12.
“Assim como os humanos têm que sobreviver para sobreviver, o mesmo vale para outros organismos.”
Isso parece pesado. Mas é prático. Os organismos resolvem problemas para permanecerem vivos. O problema aqui era a distribuição de recursos. A solução foi a geometria.
Prusinkiewiecz observa o significado. A formação da veia reticulada era um fantasma. Uma questão em aberto que paira sobre a botânica há décadas. Por que as veias giram assim?
“Finalmente temos uma resposta plausível”, disse ele. A fábrica de dinheiro chinesa resolveu um mistério que ainda nem tínhamos terminado de desvendar.
Esta evolução está sendo planejada com antecedência? Improvável. É a eficiência vencendo novamente. Regras simples criam formas complexas.
Navlakha quer ir mais longe. Ele acha que este trabalho acabará por influenciar a forma como entendemos a própria evolução. Os princípios matemáticos por trás da vida são mais antigos que os computadores. Estamos apenas nos atualizando.
A planta fica lá. Esperando. Fazendo as contas enquanto você esquece de regar.
