Explorations scientifiques des spirales et des phénomènes de convergence dans les mathématiques, la physique, la biologie, l'astronomie, l'informatique et les systèmes complexes.
9 articles · Biologie
Chaque arythmie grave cache une spirale électrique qui tourne indéfiniment dans le myocarde. Cet article explore la physique des ondes de réentrée, du modèle FitzHugh-Nagumo aux modèles ioniques réalistes, et les stratégies pour briser ces spirales mortelles.
Les spirales d'un tournesol ne sont pas dessinées par un plan central. Elles émergent de la position successive des nouveaux organes autour d'un méristème, sous l'effet de contraintes locales de croissance et d'espace.
L'ADN est une hélice, pas une spirale plane. Sa forme résulte de la géométrie des nucléotides, de l'empilement des bases, des liaisons hydrogène et de l'environnement aqueux.
Une coquille s'agrandit par ajout de matière à son ouverture. Lorsque les proportions restent stables, sa forme peut être modélisée par une spirale logarithmique, mais chaque espèce possède ses propres paramètres.
Les méristèmes apicaux sont les zones de croissance des plantes. La façon dont ces cellules se divisent et s'organisent produit des arrangements spiralés, gouvernés par les mêmes équations que la phyllotaxie.
L'hélice alpha est l'une des deux structures secondaires fondamentales des protéines. Elle se forme parce que les liaisons hydrogène entre acides aminés espacés de quatre résidus créent une géométrie hélicoïdale qui minimise l'énergie libre.
Les cornes du bélier, les défenses du mammouth, la corne du narval croissent en spirale. La raison est biomécanique : une croissance hélicoïdale distribue les contraintes mécaniques de façon optimale.
Les rapaces migrateurs utilisent les colonnes d'air chaud ascendant pour gagner de l'altitude sans dépenser d'énergie. Ils spiralent vers le haut dans ces colonnes, puis planent en ligne droite vers le prochain thermique.
Le flagelle bactérien est une hélice rigide entraînée par un moteur moléculaire rotatif. La géométrie hélicoïdale convertit la rotation en translation avec une efficacité remarquable.