Des chercheurs genevois percent le mystère des motifs d'un lézard
Des chercheurs genevois ont prouvé que l'évolution des motifs du lézard ocellé peut être expliquée par un système mathématique inventé en 1948. Une découverte qui fait la couverture du journal scientifique Nature.
Les motifs qu’arborent les animaux ne sont pas dus au hasard. Les rayures du poisson zèbre ou les taches des guépards et des girafes sont déterminées par des équations formulées par le mathématicien Alan Turing. Mais dans le cas du lézard ocellé, ces équations ne fonctionnent pas.
Des chercheurs genevois ont montré que l'évolution de ses motifs peut être expliquée par un système mathématique - l'automate cellulaire - inventé en 1948 par John von Neumann.
Les automates cellulaires sont des réseaux abstraits dans lesquels chaque élément change d'état - en l'occurrence la couleur verte ou noire - en fonction de l'état des éléments voisins. Les éléments sont appelés "cellules", mais dans le cas des lézards, ils correspondent aux écailles et non aux cellules biologiques.
Du concept à la réalité
Dans la revue Nature, les chercheurs expliquent qu'ils ont observé l’animal pendant quatre ans, de sa sortie de l’œuf jusqu’à l’âge adulte. Grâce à ce système robotique très précis, ils ont reconstruit la géométrie 3D et la couleur du réseau d’écailles.
"C'est très surprenant de retrouver sur la peau d'un animal un système de calculs qui a été utilisé pour développer des ordinateurs", a indiqué le chercheur Michel Milinkovitch à la RTS.
C’est la première fois que le concept d’automate cellulaire trouve une réalité biologique qui permet enfin d’expliquer la coloration fascinante de certains animaux.
hend avec Natalie Bougeard
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Une équipe multidisciplinaire
Au cours de sa recherches, Michel Milinkovitch s'est trouvé face à des simulations imparfaites, en raison des fortes différences entre les mathématiques de Turing et celles de von Neumann. Il a donc fait appel au professeur de l'Université de Genève Stanislav Smirnov, lauréat 2010 de la Médaille Fields en mathématiques.
Celui-ci a alors modifié les équations de Turing pour établir un lien mathématique formel avec les automates de von Neumann. Anamarija Fofonjka, doctorante dans l'équipe de Michel Milinkovitch, a utilisé ces nouvelles équations de Stanislav Smirnov dans des simulations informatiques, produisant un système indifférenciable d'un automate de von Neumann.
L'équipe multidisciplinaire a ainsi bouclé la boucle de cette aventure scientifique, de la biologie à la physique, aux mathématiques, et retour à la biologie.