Pogled skozi lupino

Pri nastajanju nekaterih
od najočarljivejših naravnih
struktur na planetu so sile združile
matematika, fizika in evolucija.

Že tisočletja smo očarani nad lupinami školjk in polžev, od nekdaj pa nas vznemirja tudi njihova skrivnostnost. Kako so nastale tako zapletene in lepe strukture? Evolucija in naravni izbor lahko pomagata razložiti, zakaj ima toliko mehkužcev lupino, ne moreta pa povsem pojasniti, kako posamezno bitje zgradi tako čudovito ogrodje, kot je na primer neverjetno bodičasta hišica venerinega glavnika, plenilskega morskega polža. Da bi resnično razumeli, kaj je lupina, se ne smemo ustaviti pri biologiji, ampak moramo iskati odgovore globlje, tudi v matematiki in fiziki.
Znanstveniki, ki se lotevajo takšnih raziskav, so v zadnjih letih dosegli pomemben napredek v razumevanju fizikalnih sil, delujočih pri nastajanju lupine. Inovativne raziskave Dereka Moultona, profesorja aplikativne matematike na Oxfordski univerzi, in njegovih sodelavcev so razkrile, da lahko osupljivo raznolikost lupin večidel pojasnimo z nekaj preprostimi matematičnimi načeli.

S temi preprostimi matematičnimi pravili je mogoče pojasniti številne osnovne oblike lupin, tiste najbolj izstopajoče pa so učinek več bolj zapletenih interakcij. Bodice, izbokline in drugi okraski nastanejo zaradi neskladja med hitrostjo rasti plašča in trde lupine mehkužca. To neskladje ustvarja zadebeline, ki so z vsakim novim slojem izrazitejše. Dolžino, debelino in ukrivljenost teh izrastkov določata relativna hitrost rasti plašča in otrdevanja. Takšni okraski lahko najprej nastanejo zaradi kombinacije naključnih mutacij in neizogibnih učinkov mehanskih sil, povezanih z rastjo lupine. Toda če se izkaže, da so koristni za preživetje in razmnoževanje, se z naravnim izborom lahko ohranijo in nazadnje postanejo prevladujoča značilnost.

Lupine školjk in polžev torej niso zgolj nekaj, za kar najdemo razlago v biologiji ali fiziki, niti jih ni mogoče ustrezno opisati samo z matematičnim modeliranjem ali Darwinovo teorijo. Prefinjena, skulpturalna lepota lupin, ki se nam zdijo tako očarljive, je plod prepletanja geometrije, mehanike, ekologije, evolucije in naključij. Vsaka lupina, ki smo jo kdaj izgrebli iz peska ali se ji čudili v muzeju, je palimpsest z več plastmi skrivnosti, za katere si znanost še vedno prizadeva, da bi jih razvozlala – stvarna ponazoritev zapletenosti in lepote našega planeta.