Fraktali su oblici koji se mogu beskonačno zumirati bez gubljenja detalja i oblika, i sveprisutni su u prirodi. Pahulje, karfiol, čak se i zečevi, uz malo rada, mogu prikazati da su u skladu sa fraktalnim obrascima.
Naravno, ni za jedan od ovih primera se ne može zaista reći da je fraktalan van matematike, stvarni svet jednostavno ne funkcioniše na taj način. Dok za matematičare, zumiranje u beskonačnost i njena recipročnost zahteva samo nekoliko ograničenja, u stvarnosti se moraju posmatrati atomi. U matematici se definišu kao geometrijski oblici koji se mogu razložiti na manje delove tako da je svaki od njih umanjena kopija celine.
Foto: Nature/Emergence of fractal geometries in the evolution of a metabolic enzyme
Zato su dugo naučnici postavljali sebi pitanje: Koliko mali zapravo možemo biti? Prema nedavnom otkriću koje su predvodili istraživači sa Instituta Maks Plank u Marburgu, Nemačka, odgovor su dobili skoro do kraja.
- Svi poznati regularni fraktali u prirodi su napravljeni od živih organizama i postoje na makroskopskoj skali. Međutim, nijedan još nije otkriven u prirodi na molekularnoj skali - objašnjava tim u novom radu koji opisuje otkriće.
Ali to se sada sve u nedavnom istraživanju promenilo:
- Izveštavamo o otkriću prirodnog metaboličkog enzima sposobnog da formira trouglove Sijerpinskog u razblaženom vodenom rastvoru na sobnoj temperaturi.
Drugim rečima, otkrili su prvi fraktalni molekul koji se pojavljuje u prirodi.
Foto: Nature/Emergence of fractal geometries in the evolution of a metabolic enzyme
- Na ovu strukturu smo naišli potpuno slučajno. Skoro da nismo mogli da verujemo šta smo videli kada smo prvi put snimili slike pomoću elektronskog mikroskopa. Protein čini ove prelepe trouglove i kako fraktal raste, vidimo ove sve veće trouglaste praznine u sredini njih, što je potpuno drugačije od bilo kog proteinskog sklopa koji smo ikada ranije videli - rekla je prva autorka Franziska Sendker u izjavi o pronalasku.
Uz pomoć elektronske mikroskopije, tim je na kraju uspeo da dešifruje njegovu strukturu i ono što su otkrili prkosilo je očekivanjima o tome kako se proteini mogu sastaviti.
Ovaj određeni molekul citrat sintaza iz cijanobakterije Sinechococcus elongatus jednostavno nije toliko specifičan kao normalni proteini. Umesto da se izgrađuje simetrično, pri čemu je svaki pojedinačni proteinski lanac identičan po rasporedu sa svojim susedima, S. elongatus se sastavljao pomalo nespretno. Zato je imao strukturu trougla Sjerpinskog, koja se drži čak i kada proteini rastu.
Foto: Nature/Emergence of fractal geometries in the evolution of a metabolic enzyme
- Ovo je bila jedna od težih, ali i fascinantnijih struktura koje sam rešio u svojoj karijeri - rekao je Jan Šuler, istraživač sa Univerziteta Filips u Marburgu, čija je grupa pomogla da se utvrdi struktura.
- Problem sa određivanjem strukture fraktala je u tome što su naše tehnike usrednjavanja slike stalno bile zbunjene činjenicom da manji trouglovi mogu biti podstrukture većih trouglova. Algoritam je nastavio da se fokusira na ove manje trouglove umesto da vidi veće strukture čiji su deo bili - objasnio je on.
Čini se da je ova dosad jedinstvena molekularna struktura nastala sasvim slučajno.
- Nikada ne možemo biti potpuno sigurni u razloge zašto su se stvari dešavale u prošlosti. Ali ovaj konkretan slučaj ima sve zamke naizgled složene biološke strukture koja je upravo nastala bez ikakvog dobrog razloga jer je jednostavno bilo vrlo lako evoluirati - rekao je Georg Hohberg, evolucioni biolog i stariji autor studije.
Još jednom se pokazalo da pojmovi u matematici jesu deo prirode, a dalje se postavlja pitanje šta bi onda drugo moglo biti tamo, čekajući da bude sledeće otkriveno?
Studija je objavljena u časopisu Nature.
NAUKA: Rani UNIVERZUM NIJE ono što smo mislili da je 🌌
Autor: redportal.rs
