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Perversión del zarcillo

Un zarcillo de Bryonia dioica que muestra una perversión del zarcillo.
Cucurbita pepo que muestra perversión de zarcillo
Un cable de auricular de teléfono que muestra una perversión en forma de zarcillo
Vídeo GIF que muestra dos tipos diferentes de perversión del zarcillo

La perversión de los zarcillos es un fenómeno geométrico que a veces se observa en estructuras helicoidales en las que la dirección de la hélice pasa de zurda a derecha. [1] [2] Esta inversión de la quiralidad se observa comúnmente en los zarcillos helicoidales de las plantas y en los cables de los teléfonos . [3]

El fenómeno era conocido por Charles Darwin , [4] quien escribió en 1865:

Un zarcillo... invariablemente se retuerce en una parte en una dirección, y en otra parte en la dirección opuesta... Esta curiosa y simétrica estructura ha sido observada por varios botánicos, pero no ha sido suficientemente explicada. [5]

El término "perversión del tendón" fue acuñado por Alain Goriely y Michael Tabor en 1998 basándose en la palabra perversión que se encuentra en la literatura científica del siglo XIX. [6] [7] "Perversión" es una transición de una quiralidad a otra y era conocida por James Clerk Maxwell , quien la atribuyó al topólogo J. B. Listing . [4] [8]

La perversión del zarcillo puede considerarse un ejemplo de ruptura espontánea de la simetría , en la que la estructura tensa del zarcillo adopta una configuración de energía mínima mientras que preserva una torsión general cero. [2]

La perversión de los zarcillos se ha estudiado tanto experimental como teóricamente. Gerbode et al. han realizado estudios experimentales del enrollamiento de los zarcillos del pepino . [9] [10] A principios de la década de 2000, McMillen y Goriely realizaron un estudio detallado de un modelo simple de la física de la perversión de los zarcillos. [2] Liu et al. demostraron en 2014 que "la transición de una forma helicoidal a una hemihelicoidal, así como el número de perversiones, depende de la relación entre la altura y el ancho de la sección transversal de la tira". [3]

Silva et al. propusieron perversiones generalizadas de los zarcillos, que incluyen perversiones que pueden producirse intrínsecamente en filamentos elásticos, lo que conduce a una multiplicidad de geometrías y propiedades dinámicas. [11]

Véase también

Referencias

  1. ^ Goriely, Alain (2017). Matemáticas y mecánica del crecimiento biológico . Nueva York: Springer. ISBN 978-0-387-87709-9.OCLC 989037743  .
  2. ^ abc McMillen; Goriely (2002). "Perversión de zarcillos en varillas intrínsecamente curvadas". Revista de ciencia no lineal . 12 (3): 241. Bibcode :2002JNS....12..241M. CiteSeerX 10.1.1.140.352 . doi :10.1007/s00332-002-0493-1. S2CID  18480860. 
  3. ^ ab Liu, J.; Huang, J.; Su, T.; Bertoldi, K.; Clarke, DR (2014). "Transición estructural de hélices a hemihélices". PLOS ONE . ​​9 (4): e93183. Bibcode :2014PLoSO...993183L. doi : 10.1371/journal.pone.0093183 . PMC 3997338 . PMID  24759785. 
  4. ^ por Alain Goriely (2013). "Inversión, rotación y perversión en biología mecánica: de la anisotropía microscópica a la quiralidad macroscópica" (PDF) . pág. 9.
  5. ^ Charles Darwin, "Sobre los movimientos y hábitos de las plantas trepadoras", Journal of the Linnean Society , 1865.
  6. ^ Goriely, Alain; Tabor, Michael (16 de febrero de 1998). "Inversión espontánea de la hélice y perversión de los zarcillos en plantas trepadoras". Physical Review Letters . 80 (7). American Physical Society (APS): 1564–1567. Bibcode :1998PhRvL..80.1564G. doi :10.1103/physrevlett.80.1564. ISSN  0031-9007.
  7. ^ McMillen; Goriely (2002). "Perversión de zarcillos en varillas intrínsecamente curvadas". Revista de ciencia no lineal . 12 (3): 241. Bibcode :2002JNS....12..241M. CiteSeerX 10.1.1.140.352 . doi :10.1007/s00332-002-0493-1. S2CID  18480860. 
  8. ^ James Clerk Maxwell (1873). Tratado de electricidad y magnetismo . Oxford: Clarendon Press. La operación de pasar de un sistema a otro se denomina, según Listing, perversión . El reflejo de un objeto en una imagen especular es una imagen pervertida del objeto.
  9. ^ Gerbode, SJ; Puzey, JR; McCormick, AG; Mahadevan, L. (2012). "Cómo se enrolla y se desenrolla el zarcillo del pepino". Science . 337 (6098): 1087–91. Bibcode :2012Sci...337.1087G. doi :10.1126/science.1223304. PMID  22936777. S2CID  17405225.
  10. ^ Geraint Jones (30 de agosto de 2012). "Los científicos desentrañan los secretos de los zarcillos de las plantas trepadoras". The Guardian .
  11. ^ Silva, Pedro ES; Trigueiros, Joao L.; Trindade, Ana C.; Simoés, Ricardo; Días, Ricardo G.; Godinho, María Helena; Abreu, Fernao Vístulo de (30-03-2016). "Perversiones con un giro". Informes científicos . 6 : 23413. Código Bib : 2016NatSR...623413S. doi :10.1038/srep23413. PMC 4812244 . PMID  27025549. 

Enlaces externos

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