生物圖紋有玄機

〔記者蘇孟娟／台中報導〕生物的毛皮圖紋精巧漂亮，英國數學家涂林試圖找出造物者繪製這些圖紋的公式，在一九五二年發展出「反應｜擴散方程式」。在電腦發明之後，瓢蟲、斑馬的圖紋已被確認可依此方程式模擬出來，中興大學物理系教授廖思善（見圖，記者蘇孟娟攝）研究團隊花了一年時間，證實花豹、美洲豹也暗藏了涂林方程式！

廖思善說，過去提及生物圖紋的產生，往往只能用遺傳學的概念帶過，該研究團隊利用科學的物理定律與數學程式的數據實證，解釋原應屬於生物概念的貓科動物圖紋形成過程，是第一步，下一個階段，他希望挑戰蛇及蝴蝶等更複雜的圖紋。

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廖思善研究團隊利用涂林方程式模擬繪製出花豹與美洲豹的圖紋，研究成果已登上國際知名科學雜誌「Nature」。

廖思善說，生物圖紋除來自演化、基因形成，能否將其形成過程科學數據化，始終令科學家好奇。涂林發展出「反應｜擴散方程式」，以數學方式計算模擬出生物圖紋，當時因電腦尚未發明，停留在理論階段。電腦發明後，科學界開始嘗試印證涂林的方程式，包括瓢蟲的斑點、斑馬的紋路等比較簡單的圖紋，均能成功繪製。

廖思善與研究助教劉瑞堂及牛津大學數學所數學生物中心教授Maini，合力挑戰有繁複毛皮的貓科動物花紋，但屢次實驗，屢次失敗。直至有次閱讀一篇生物論文，獲知成年貓科動物的花紋並非與生俱來即形成，而是先長出斑點後，再隨著成長變化成為花紋，分階段成長，研究團隊於是把推論程式計算過程分成兩階段進行。

總算，在加入包括成長時間、變化速度等參數後，順利複製繪出花豹、美洲豹的圖紋。廖思善說，包括花豹從幼年的圓點到圓環，再變化成為環邊斷裂的「玫瑰形」，與成年美洲豹呈破裂多邊形、中間有小黑點的毛紋，均能成功繪出。

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