Het geval van de peervormige eieren was het moeilijkst te kraken
Een nieuwe ongrijpbare vergelijking beschrijft alle natuurlijke vormen van vogeleieren. Experts zeggen dat het toepassingen kan hebben in voedsel-, landbouw- en conserveringsonderzoek.
Jarenlang hebben wetenschappers geprobeerd een wiskundig mysterie te ontrafelen: is er een vergelijking die elk vogelei perfect kan beschrijven? Variabele schaalvormen gecompliceerde dingen. Maar het antwoord blijkt eenvoudig te zijn. Een formule die slechts vier gemakkelijk te meten dimensies gebruikt, kan de vorm van elk vogelei berekenen, of het nu rond is als een pingpongbal, een gladde bol, langwerpig of een gewelfde peer, rapporteren onderzoekers in een aankomend nummer van de Annalen van de New York Academy of Sciences.
Het was die laatste vorm die de eieren-perts was ontgaan. Ze merkten dat ze vastzaten aan een vergelijking die de peervormige of conische eieren niet nauwkeurig kon beschrijven. Eerder ontwikkelden onderzoekers een vergelijking die verantwoordelijk was voor bolvormige bruine havikuileieren (SN: 22-06-17), elliptische emoe-eieren (SN: 31-10-18), eivormige visarendeieren en andere gelijkvormige eieren. Maar die formule gold niet voor de peervormige eieren van vogels als watersnippen en koningspinguïns.
De nieuwe formule heeft vier gegevens nodig: de lengte van het ei, de maximale breedte, de diameter op de plek waar het puntige uiteinde eindigt en de locatie van de maximale diameter in verhouding tot het middelpunt van de lengte. Het toevoegen van een extra functie en het opnemen van die laatste diametervariabele in bestaande eierwiskunde leidde tot de universele vergelijking.
De bevinding kan implicaties hebben voor het echte leven, zegt Darren Griffin, een geneticus aan de Universiteit van Kent in Engeland, die het werk deed samen met Kent-bioloog Michael Romanov en Valeriy Narushin, een landbouwingenieur die voorheen in Kent was. Als ontwerpers bijvoorbeeld de vorm van een ei kunnen berekenen, kunnen ontwerpers beter gevulde of nauwsluitende eierdozen maken, waardoor afval in de supermarkt wordt geminimaliseerd of dat teleurstellende moment van thuiskomen met een doos eieren, het deksel openen en zien dat je eieren gebarsten zijn. “Het is de bedoeling dat we allemaal in de doos inchecken” voordat we de winkel verlaten, maar het is gemakkelijk om te vergeten, zegt Griffin.
De vergelijking kan ook van pas komen bij pogingen tot natuurbehoud. Bij het herintroduceren van een vogelsoort “zou een van de overwegingen zijn: ‘Hoe groot is de kans dat de eieren breken?'”, zegt Griffin. Het kennen van de wiskunde van een ei kan onderzoekers helpen te berekenen welke delen het meest kwetsbaar zijn voor barsten, wat hen op zijn beurt zou kunnen helpen te beoordelen waar en hoe ze het beste in bepaalde habitats kunnen worden geplaatst om de populatie in die gebieden te helpen groeien.
De eenvoud van de formule “maakt deze benadering praktisch voor veldstudies” en zou onderzoekers zelfs in staat kunnen stellen de metingen van digitale foto’s te verzamelen, zegt Mark Hauber, een ornitholoog aan de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign. “Mijn lab had aan zoiets als dit gewerkt, maar we waren niet in staat om de nieuwe wiskunde af te leiden.” zijn recente werk heeft zich gericht op het bepalen “hoe vogels zelf kunnen zien of een object van nature eivormig is of een kunstmatige vorm die een deel van de geometrie deelt met natuurlijke eieren.”
De ontdekking van de eiervergelijking kwam terwijl de onderzoekers aan het onderzoeken waren hoe ze op een niet-destructieve manier de geslachten van vogelembryo’s konden beoordelen voordat eieren worden uitgebroed. Ze waren op zoek naar fysieke verschillen tussen de eigenschappen van eieren met vrouwelijke en mannelijke embryo’s, zegt Narushin. De universele formule is een eerste stap in het ‘oplossen van zo’n raadsel’. Nu werken ze aan een nieuwe reeks eierproblemen, zoeken ze naar een universele formule voor het berekenen van het volume en de oppervlakte van verschillende eieren, en onderzoeken ze ‘wiskundige schaalgeheimen’, zoals waarom de schaaldikte per soort verschilt.
