Перемести лягушек: У лягушек обнаружили седьмой способ оплодотворения

Пять сигнальных веществ помогли лягушкам отрастить отрезанные лапы

Американские ученые научились запускать регенерацию у взрослых лягушек. Для этого они накладывали на место ампутированной лапы гидрогель с сигнальными молекулами. В результате вместо бесформенного отростка, как обычно, у экспериментальных животных выросли полноценные лапы — не до конца сформировавшиеся внешне, но абсолютно функциональные. Работа опубликована в журнале Science Advances.

Считается, что когда-то все четвероногие позвоночные умели хорошо регенерировать, но постепенно большинство из них эту способность потеряли. Сейчас с легкостью отращивать себе новые конечности могут разве что саламандры и головастики. А у млекопитающих даже детеныши с этой задачей почти не справляются — известно, что зародыши у мышей могут восстановить отрезанный кончик пальца или кусочек сердечной ткани, но о целых частях тела речи не идет.

Поэтому ученые ищут способы заставить позвоночных вернуть себе утраченные способности своих предков. В ход идут самые разные методы: биоинженерные каркасы, электростимуляция, пересадка стволовых клеток и обработка разными сигнальными молекулами. Майкл Левин (Michael Levin) из Университета Тафтс вместе с коллегами сделали ставку на последний подход.

Эта группа исследователей работает со шпорцевой лягушкой Xenopus laevis — ее часто используют в регенеративных исследованиях, поскольку это один из тех случаев, когда головастик отращивает части тела довольно хорошо, а взрослая особь эту способность теряет. В предыдущей работе они обнаружили, что гормон прогестерон неплохо стимулирует регенерацию — однако он помог только улучшить рост самой по себе хрящевой ткани, но не восстановить структуру конечности.

Поэтому ученые решили использовать сразу несколько сигнальных молекул — чтобы запустить регенерацию всех тканей, составляющих лягушачью лапу. Они собрали коктейль из веществ, которые должны были не только стимулировать рост тканей, но и восстанавливать работу нервных клеток и подавлять воспаление. Получился набор из пяти веществ: 1,4-DPCA, BDNF (мозговой нейротрофический фактор), гормон роста, ретиноевая кислота и резолвин D5. Растворами этих пяти веществ ученые пропитали гидрогель на основе шелкового белка, а контейнер с этим гидрогелем (BioDome) пришили лягушкам к раневой поверхности.

Сигнальные молекулы проработали всего 24 часа — после этого контейнер сняли. Но этого оказалось достаточно, чтобы исследователи заметили результат, правда, не сразу, а через несколько месяцев. До 6-8 месяца конечности росли похожими темпами у тех животных, что получили сигнальный коктейль, и у тех, кому достался контейнер с плацебо. Но с 9-го месяца исследователи зафиксировали разницу, и экспериментальная группа продолжила обгонять группу плацебо вплоть до 18 месяцев наблюдения.

У контрольной группы, которую ничем не обрабатывали, на месте конечностей образовались бесформенные отростки. У 20 процентов лягушек из группы плацебо ученые заметили что-то промежуточное между бесформенной тканью и конечностью, но без признаков разделения на участки, характерные для задней лапы. В то же время, у 76 процентов животных из «группы коктейля» выросли части тел, напоминающие лапу: с уплощенным концом и перепонками между аналогами пальцев.

При этом, судя по всему, у животных произошло то же, что и у головастиков. Последние, когда лишаются конечности, сначала образуют бластему — это бугорок из недифференцированных клеток (которые получаются из дифференцированных). А затем уже клетки бластемы делятся и заново получают специализацию, превращаясь в клетки кости, мышц и кожи. У лягушек с ампутированными лапами под действием сигнальных веществ рана закрывалась медленнее (p < 0,05), чем у других групп в эксперименте — а значит, в ней слабее развивалось воспаление, и у клеток было больше времени превратиться в бластему. После закрытия раны бугорок все равно оставался больше, чем у других групп, а клетки в нем экспрессировали основной маркер бластемы SOX2 в шесть раз сильнее, чем в контрольной группе.

Отсканировав регенерировавшие участки тела, ученые заметили разницу и на микроскопическом уровне. Например, у «группы коктейля» оказалось не только больше костей по массе (p < 0,05) — эти кости были плотнее, а снаружи на них появились бугорки и впадины, которые в норме должны служить для прикрепления сухожилий и мышц. Кроме того, у этой группы в отрощенных конечностях обнаружилось больше сосудов и нервных волокон. Чувствительность этих волокон, как выяснили авторы статьи, восстановилась до уровня здоровой конечности. По крайней мере, большинство лягушек из «группы коктейля» отдергивали регенерировашие лапы при малейшем прикосновении. Исследователи также заметили, что животные пользовались ими, чтобы плыть в сторону еды или уплывать от громких звуков.

Авторы работы призывают сделать из своего успеха несколько важных выводов. Первый состоит в том, что на успех регенерации влияет микроокружение, причем на самом раннем этапе. Даже те животные, которым пришили силиконовый контейнер с плацебо, отращивали части лап успешнее, чем те, кто остался без контейнера. Возможно, уже сам по себе контакт с гидрогелем тормозит закрытие раны на ампутированной лапе и запускает какие-то важные процессы в клетках на раневой поверхности.

Второй вывод состоит в том, что даже у животного, которое утратило способности к регенерации, их можно восстановить или хотя бы приблизить к тому уровню, на котором ими обладают ранние стадии его развития. В этом смысле лягушка, конечно, более удобный объект, чем мышь или человек — у ее личинок эти способности развиты хорошо. Поэтому возможно, на млекопитающих эти результаты будет сложнее перенести напрямую. К тому же, отмечают исследователи, даже лягушачья лапа отрастает долго — эксперимент длился полтора года. Неизвестно, насколько осмысленно пытаться такими же темпами отращивать конечности у человека.

Тем временем, многим беспозвоночным регенерация до сих пор удается на отлично. Мы уже писали про морских слизней, которые умеют отбрасывать тело, и про двухголовую планарию, которая выросла в космосе. А о том, как это делают губки, читайте в материале «Восставшие из фарша».

Полина Лосева

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

5 эффективных систем тайм-менеджмента

Техника “pomodoro”

По легенде, в основу метода легло использование кухонного таймера, а потом уже ученые вывели сложные формулы, согласно которым, нам хорошо концентрироваться на задаче непродолжительное время — 25 минут. Затем концентрация снижается и нужен короткий перерыв: 3-5 минут.

Сейчас есть уйма мобильных приложений, которые будут не только звенеть для тебя через нужное время, но и хвалить: показывать графики, стимулировать на новые свершения.

Используй приложения

© Red Bull Content Pool

Как это работает? Ты просто включаешь таймер или приложение и фигачишь, не отвлекаясь ни на что ровно 25 минут. После сигнала отдыхаешь, а потом повторяешь. Через три-четыре 25-минутных цикла советуют делать перерыв побольше, минут на 15.

Чем помогает техника? Во-первых, снимает страх начала работы, уж 25-то минут ты всяко выдержишь, правда? Вот так при помощи “pomodoro” ты дробишь все не короткие и психологически комфортные циклы. Кроме того, через несколько дней использования техники, ты поймешь, сколько в реальности ты тратишь на разные дела. А вот если ты личность творческая, таймер может выбить тебя из состояния “потока” и навредить.

45/15 от Яны Франк

К черту драму, слушай Яну! Ну и вспомни школу. Если 25 минут — слишком мало, попробуй работать по 45 минут. И делать перерывы по 15 минут. Главное — не сиди в перерывах, походи, разомни спину и ноги, помаши руками, растяни мышцы лица в улыбке.

Снова призови на помощь таймер. Только теперь пусть отмеряет академический час. Такой метод как раз подойдет для творчества. Главное, запланируй и то время, когда фиксируешь идеи. Чтобы, когда пришло время творить, перед тобой был список.

Таймеры помогают

© Red Bull Content Pool

Но перед началом — веди дневник хотя бы в течение трех дней. Записывай все, что делаешь за день, включая прием пищи! Тогда ты поймешь, как и на что тратишь свое время и сможешь это скорректировать. Отследи дела, которые ты выполняешь механически, вроде сортировки писем в ящике или удаление ненужных файлов и включай их в план, иногда они могут заменить активный перерыв с хождением, но ты точно не увязнешь в письмах на час — таймер не даст.

“Лягушки” и “слоны” Архангельского

Сначала — съешь “лягушку”. Маленькие и неприятные, дела, которые нам все равно приходится делать — все время “квакают” на границе нашего сознания и тянут энергию ото всех остальных дел. Так что совет начать утро с маленького, но неприятного дела — двойная доза психологической помощи! Во-первых, “лягушка” больше не станет “квакать”, во-вторых, ты моментально почувствуешь себя молодцом и к разделыванию “слонов” приступишь в отличном настроении.

Лягушки — вперед

© Red Bull Content Pool

“Слоны” — это большие дела, которые пугают тебя, иногда ты и сам этого не замечаешь, своими размерами. Такие дела надо разделить на небольшие, удобоваримые части, тогда огромная туша легко превратиться в понятную задачу в рамках одного таймера.

Во время поедания “слонов” и “лягушек” не стремись все рассортировать и жестко привязать ко времени. Тем эффективнее ты будешь управлять временем, чем гибче научишься управляться с графиками. Раздели все задачи на те, которые привязаны ко времени и те, которые можно делать “по случаю”. А еще, не забывай добавить к “слонам” и “лягушкам” приятные и необязательные дела, которые будут тебе наградой за то, как ловко ты управился с двумя обязательными пунктами: мелкими и неприятными делами и частью большого дела-проекта.

Getting Things Done Дэвида Аллена

Помнишь, что Шерлок Холмс понятия не имел о том, что Земля вращается вокруг Солнца, потому что это — лишняя информация. Так вот, не держи в уме, записывай и освобождай разум. Записывай в список того, что надо делать любые самые мелкие дела, а также идеи новых проектов, информацию, которая зацепила и все остальное.

Держи записи под рукой

© Red Bull Content Pool

Чтобы завершать дела — рассортируй их по спискам. Запиши все задачи, чем больше ты их зафиксируешь, тем быстрее будешь приступать к выполнению следующей. Формулируй задачи так, чтобы было понятно, что конкретно надо делать: не “подготовить проект”, а “собрать информацию”, “передать пакет документов”, “подписать договор с подрядчиком”.

Рядом с каждым пунктом фиксируй срок выполнения, если надо, добавляй напоминания. Лучше разбей все дела на несколько списков, но все их держи под рукой, чтобы при появлении новой задачи тут же перенести ее туда.Тогда, со свободной головой, горячим сердцем и высокими намерениями, ты справишься с делами.

Bullet Journal

Райдер Кэрролл придумал, как объединить в одном органайзере отслеживание прошлого, организацию настоящего и планы на будущее. В Bullet Journal можно превратить любой блокнот и эта система не привязана к дате. Но первый разворот, как в книге, займет оглавление или содержание. Туда ты и будешь по мере заполнения журнала, записывать разделы и номера страниц.

Дальше — планируешь будущее: один или несколько разворотов надо разлиновать так, чтобы на каждый месяц можно было записать достаточно дел и планов на год. Сюда же относят годовые цели, важные даты и крупные события.

Фиксируй все

© Red Bull Content Pool

Затем оставь разворот для месяца: автор предлагает выписать в два параллельных столбика числа и дни недели и сразу внести в строку напротив все то, что привязано к определенной дате, а пустую страницу разворота заполнить запланированными на месяц делами. Дальше идут ежедневные записи.

Методика предполагает тезисную форму фиксации, а важность и срочность, или дела из разных сфер — помечаются разными значками: звёздочками, точками, кружками, треугольниками или восклицательными знаками. Выполненные дела отмечай крестиками и каждую неделю смотри, что было сделано,а что — нет. Но не спеши переносить невыполненное на следующую неделю, подумай, стоит ли задача твоего времени. Если нет — вычеркивай.

В том же блокноте можно фиксировать списки книг, которые ты планируешь прочесть, записывать идеи, даже вносить списки покупок, главное — не забывать все указывать в оглавлении.

Адаптируй

Знаешь, в чем признаются самые успешные люди? Они читают и пробуют все системы тайм-менеджмента, до которых могут дотянуться. Проверяют, как это работает и потом адаптируют под себя, миксуя исходя из личных предпочтений.

“Ешь лягушек” за 25 минут, отвечай на все письма только после обеда и только в хорошем настроении, засекай, сколько времени уходит у тебя на каждую задачу и составляй свой план на день так, чтобы в конце дня не просить у вселенной еще пару дополнительных часов для своих “слонов”.

Обнуляйся в конце каждого дня и пиши список на завтра. Тогда утром ты сможешь сразу приступать к работе и не тратить время на то, чтобы решить, что делать и с чего начинать. И подводи итоги. Как только ты начнешь фиксировать не только то, что нужно сделать, но то, что уже сделал — у тебя точно появится повод для гордости.

Создай собственную систему управления временем

© Red Bull Content Pool

Сила личного тайм-менеджмента в том, чтобы изучить многое, выбрать ценное и собрать новое!

Как безопасно переселить лягушек: шаг за шагом

Этот контент предоставляется только в информационных целях и не является юридической консультацией. Дополнительную информацию см. в наших Условиях .

Итак, у вас во дворе или в саду есть лягушки, и вы хотите их вывести. Если вы точно не знаете, что делать, вот несколько способов убрать лягушек с вашей территории, переместив или переместив их.

Вы можете перемещать или перемещать лягушек с помощью сети или осторожно подбирая их с помощью перчаток и помещая в безопасное место в пределах 100 метров или 330 футов от вашей собственности. Не переселяйте их в другую часть города, через дорогу, и не убивайте их, это может быть незаконно.

Вот способы безопасного отлова, перемещения и предотвращения возвращения лягушек в ваш двор. В этой статье также даны ответы на некоторые распространенные вопросы, связанные с перемещением лягушек. Давайте углубимся.

Посмотреть это видео на YouTube

Понравилось это видео? 🙂 Подпишитесь на наш канал YouTube, чтобы узнать больше!

Как безопасно ловить лягушек

Вот несколько безопасных способов ловли и перемещения лягушек с заднего двора или из сада.

Прежде всего, свяжитесь с местным Департаментом охраны дикой природы (номера телефонов указаны ниже), так как перемещение определенных видов лягушек может быть незаконным в зависимости от вашей юрисдикции.

Если вы не уверены, какая лягушка живет в вашем дворе, ознакомьтесь с нашей подробной таблицей идентификации лягушек.

Ловля лягушек с помощью сети

Использование сети для ловли лягушек может быть хорошим способом перемещения лягушек, поскольку это избавит вас от необходимости прикасаться к лягушке и, возможно, причинить ей вред.

Обязательно используйте сетку, подобную приведенной выше, чтобы не повредить лягушек. Сетка должна быть очень тугой, чтобы не зацепить пальцы ног и не сломать конечности.

1. Прежде чем начать, убедитесь, что внутри нет хищников, включая ваших питомцев
2. Наденьте пару перчаток
3. Используйте плотную сетку, чтобы поймать лягушку
4. Поместите руку под сетку, чтобы поддержать лягушку
5. Отпустите лягушку в идеале 25 м (80 футов), но менее 100 м (330 футов) от места, где она была найдена
6. Выберите затененное, безопасное место, чтобы оставить лягушку, подальше от хищников

ваш местный долларовый магазин и используйте его, чтобы зачерпнуть лягушку.

Вы не хотите, чтобы ваши питомцы находились на улице, потому что они хищники для лягушек и рискуют серьезно заболеть, если намеренно или ненамеренно съедят их.

Это руководство в нашем блоге содержит более подробную информацию о том, как безопасно ловить и выпускать лягушек. Обязательно ознакомьтесь с дополнительными советами и мерами предосторожности.

Ловля лягушек вручную

Если вы решите ловить лягушек вручную, чтобы переместить их, не забудьте надеть перчатки или другую форму защиты.

Приведенные выше перчатки похожи на те, что я ношу в видео ниже, и отлично подходят для работы в саду и безопасной ловли лягушек.

1. Прежде чем начать, убедитесь, что внутри нет хищников, включая ваших питомцев.
2. Возьмите глубокую емкость или ведро и положите на дно немного грязи или мокрого бумажного полотенца.
3. Отпустите лягушку в идеале на расстоянии 25 м (80 футов), но менее 100 м (330 футов) от того места, где она была найдена
4. Выберите затененное безопасное место, чтобы оставить лягушку подальше от хищников

Посмотреть это видео на YouTube

Понравилось это видео? 🙂 Подпишитесь на наш канал YouTube, чтобы узнать больше!

Не кладите в контейнер более одной маленькой и большой лягушки вместе. Лягушки каннибалы и могут поедать друг друга. Совершите более одной поездки, если вам нужно.

Если вы используете закрытый контейнер, убедитесь, что он достаточно глубокий и имеет отверстия для воздуха (сделанные до того, как поместить животное в контейнер, чтобы не повредить его в процессе).

Если возможно, используйте глубокое ведро или ведро без крышки для перевозки лягушек (как показано выше).

Как безопасно перемещать лягушек

Этот раздел очень важен, если вы планируете перемещать лягушек, поэтому обязательно прочитайте его. Независимо от того, как вы решите ловить лягушек, вы несете ответственность за их благополучие.

Обратитесь за помощью в местный отдел дикой природы

Обратитесь в местный департамент дикой природы за дополнительной информацией о том, какой вид лягушки вы поймали и что вы можете делать с ней на законных основаниях в вашей юрисдикции.

Часто существуют способы обращения с лягушками в конкретных местах, которые вам следует обсудить с квалифицированным специалистом. Вот несколько номеров, которые вы могли бы позвонить в зависимости от того, где вы находитесь:

Это особенно верно, если вы хотите переместить лягушачью икру или лягушачью икру. Не пытайтесь самостоятельно перемещать лягушачьи яйца, если вы не уверены, принадлежат ли они охраняемому виду.

Обратитесь в местный Департамент дикой природы, и они сообщат вам, разрешено ли вам это, и помогут вам, как это сделать.

Не убивайте лягушек! Не используйте яд или какой-либо другой неэтичный способ уничтожения этих замечательных существ.

Убивать лягушек не обязательно, а в некоторых местах это может быть незаконно, особенно если вид охраняется.

Защитите себя и лягушку

Держите лягушку под мышками, но не держите ее крепко или вокруг живота. Это может повредить их внутренние органы.

Посмотреть это видео на YouTube

Понравилось это видео? 🙂 Подпишитесь на наш канал YouTube, чтобы узнать больше!

Будьте очень осторожны при обращении с лягушками, они хрупкие создания. Отпустите лягушку как можно быстрее и менее чем за час, чтобы свести к минимуму стресс, и попытайтесь переместить ее обратно в тот же водоем, где она родилась, или в аналогичное место (CTNF).

Вы должны носить перчатки, потому что большинство лягушек являются переносчиками бактерий, таких как сальмонелла. Обязательно мойте руки до и после прикосновения к лягушке.

Также убедитесь, что ваших питомцев нет поблизости, так как они являются хищниками для лягушек.

Не беспокойтесь, если он пописает на вас, он боится и таким образом отбивается от хищников. А лягушачья моча не дает бородавок. В любом случае, вы же в перчатках, верно? 😉

Не ловить лягушек прямо перед сезоном гибернации

Не ловить лягушек, чтобы переместить их прямо перед тем, как они впадут в спячку. Это особенно актуально, если вы живете в Канаде или северных штатах США.

Когда это произойдет, зависит от вида, но избегайте перемещения лягушек в период с октября по май.

Свяжитесь с вашим местным отделом по контролю за животными, если вы должны перевезти их в течение этих месяцев, чтобы узнать, как вы можете безопасно это сделать.

Они могут попросить вас оставить лягушек в покое, дать строгие инструкции о том, как их удалить, или порекомендовать вмешательство квалифицированного специалиста по борьбе с вредителями.

Не перемещайте лягушек в другой район города

Не перемещайте лягушку в другой район города.

Это ужасная идея, потому что лягушки попытаются найти дорогу назад и, скорее всего, погибнут в процессе, особенно если им придется переходить дорогу.

В идеале отпустите его на расстоянии 25 м (80 футов) и менее 100 м (330 футов) от места его обнаружения.

Гораздо более конструктивный способ предотвратить возвращение лягушек — защитить свой двор от лягушек.

Итак, после того, как вы переместили лягушку за пределы своей собственности, вот что вы можете сделать, чтобы предотвратить ее возвращение.

Предотвращение возвращения лягушек на ваш двор

Если вы полны решимости не допускать лягушек на свой задний двор и в сад, вот несколько вещей, которые вы можете сделать.

Вы можете предотвратить проникновение лягушек на свой задний двор, установив плотный, гладкий, прочный забор вокруг своего двора на высоте не менее 50 см (20 дюймов) над землей. Избавьтесь от всего, что привлекает лягушек на заднем дворе, например, от небольших водоемов, прудов или садовых фонтанов.

Посмотреть это видео на YouTube

Понравилось это видео? 🙂 Подпишитесь на наш канал YouTube, чтобы узнать больше!

Удалите все, что удерживает влагу и может укрыть лягушек, например, глубокие горшки, поставленные на траву.

Убедитесь, что ваш бассейн труднодоступен и для лягушек, так как они нередко откладывают икру в бассейнах.

Вот еще несколько вещей, которые вы можете сделать, чтобы избавиться от лягушек и не допускать их в вашу собственность, в зависимости от того, где вы их нашли:

• 5 натуральных репеллентов от лягушек, которые работают
• Избавиться от лягушек, не убивая их
• Предотвратить появление лягушек От проникновения в ваш двор
• Как безопасно ловить и выпускать лягушек
• Жабы в вашем оконном колодце: почему и что делать
• Как безопасно удалить лягушек из бассейна
• Как найти потерявшуюся лягушку в вашем доме
• Как избавиться от тростниковых жаб

Общие вопросы о переселении лягушек

Вот несколько ответов на распространенные вопросы, которые возникают у людей, когда они пытаются поймать и переселить лягушек.

Можете ли вы переместить лягушек? Вы не должны переселять лягушек, так как они попытаются вернуться в свою первоначальную среду обитания и часто погибнут в процессе. Перемещение лягушек также может быть незаконным в некоторых местах, поэтому подумайте о том, чтобы связаться с местным отделом по контролю за животными, чтобы узнать, можете ли вы это сделать на законных основаниях.

Смогут ли лягушки найти дорогу домой? Лягушки могут найти дорогу домой, если их переместили в другое место. В их инстинкте есть желание вернуться в пруд, где они родились, чтобы жить и размножаться. Перемещение лягушек в другое место опасно для лягушки, так как им, возможно, придется переходить дорогу, и они, вероятно, умрут.

Что делать с лягушками зимой? Не перемещайте лягушек зимой, так как они впадают в спячку. Обратитесь в местный отдел по контролю за животными для получения дополнительной информации о том, что вы можете законно делать с лягушками зимой. Часто существуют определенные способы борьбы с лягушками, которые вам следует обсудить с квалифицированным специалистом.

Сможете ли вы взять лягушку из дикой природы? Брать лягушку из дикой природы не рекомендуется по ряду причин. Удаление лягушки из ее естественной среды обитания может нанести ей вред, а также может быть незаконным в вашем районе в зависимости от местных законов и вида лягушки. Обратитесь в местный отдел по контролю за животными для получения дополнительной информации.

Запрещено ли отлавливать лягушек? Уважительное и безопасное отлов лягушек для наблюдения за ними не может быть незаконным. Но отлов лягушек для перемещения, содержания или убийства может быть незаконным в вашем районе в зависимости от местных законов и видов лягушек. Для получения дополнительной информации обратитесь в местный отдел по контролю за животными по номеру .

Как переместить домашнюю лягушку? Чтобы безопасно переместить домашнюю лягушку, возьмите глубокую емкость и положите на дно влажное бумажное полотенце. Наденьте перчатки и зачерпните лягушку. Держите его на руках или дайте ему посидеть в сложенных чашечках ладонях и поместите в контейнер. Поместите его обратно в аквариум как можно скорее и в течение 1 часа.

Источники

Онтарио. Руководство по обращению с видами, находящимися под угрозой исчезновения: Закон об исчезающих видах, держатели разрешений

Об авторе
Даниэлла — мастер-герпетолог и основатель toadsnfrogs.com, веб-сайта, предназначенного для информирования населения в целом о лягушках путем знакомства с ними в их онлайн-поиске Google. Даниэлла увлечена лягушками и использует свои навыки цифрового маркетинга и опыт преподавания с пользой, создавая эти полезные ресурсы для поощрения лучшего образования, понимания и ухода за лягушками.

Шесть прыгающих лягушек и эстетика решения задач

Шесть прыгающих лягушек и эстетика решения проблем

Шесть
Прыгающие лягушки и
Эстетика решения проблем
Скачать
в формате PDF

Ли
Хамфрис

На прошлой неделе мой друг
Джек прислал мне по электронной почте головоломку. Говорят, что китайские второклассники решают ее за два
минут. Я набралась смелости и попробовала. (Вам не нужно решать головоломку
чтобы понять эту статью. Но если вы хотите попробовать, есть
автоматизированная версия Excel в этом
ссылка.)

Головоломка включает в себя
семь камней и шесть лягушек. См. рис. 1. Семь камней расположены горизонтально.
линии и нумеруются слева направо. Шесть лягушек поровну разделены на зеленый
трио и коричневое трио. Зеленые лягушки сидят на камнях 1, 2 и 3 лицом вправо.
Коричневые лягушки сидят на камнях 5, 6 и 7 лицом влево. Скала 4 свободна.

Задача
переставить трио, прыгая зелеными лягушками на камни 5, 6 и 7 и
коричневые лягушки к камням 1, 2 и 3. Их движение ограничено. Лягушка может
прыгать только вперед, либо прыгая на свободный камень на одну позицию впереди, либо прыгая
через соседнюю лягушку на свободный камень двумя местами впереди.

Рис. 1. Семь камней и шесть лягушек

Позвольте мне сообщить, что
Я был бы унылым второклассником в Китайской Народной Республике и, вероятно,
в большинстве других стран также. Подтолкнуть шесть лягушек к противоположным направлениям
по однополосной дороге из семи скал у меня ушло гораздо больше двух минут. А также
как только мои лягушки прибыли, я не мог вспомнить последовательность прыжков, в которые они попали
там. Чтобы открыть его заново, мне пришлось начать сначала. Второе пришествие лягушек
был таким же затяжным, как и их первый. Мог ли я сделать лучше?

Память
прошлого

Понятия не имею, что
Образец, лежащий в основе решения, я начал с моего единственного варианта спонтанного действия.
Я импульсивно прыгал на своих лягушках, наблюдал за результатом и пытался прочувствовать
ситуация. Для важных проблем я веду журнал того, что я делаю.
делать и думать — замена моей ненадежной памяти. Но загадка лягушки
было кратковременным отвлечением, поэтому я не стал записывать свои прыжки. Это было
ошибка: не имея в качестве справочника каталога неудачных стратегий, я терял время
повторение ранее безуспешных путей.

В конце концов, некоторые
последовательности прыжков, повторяющиеся до отвращения, застряли в моем мозгу. Вспомнив их, я устранил
неправильные и соединили правильные. Прежде чем моя память снова исчезнет,
Всю последовательность из пятнадцати правильных прыжков я записал не в список, а в
диаграмма. См. рис. 2.

Рис.
2. Правильная последовательность прыжков

Схема
jumps имеет связность, которой не хватает в списке прыжков. Просматривается с первого взгляда,
он представляет полный набор данных все сразу , объединяющее множество прыжков
в единый визуальный гештальт. С полной конфигурацией на виду,
вспомнить нечего; потребность в кратковременной памяти незначительна.

Список, с другой
стороны, должны обрабатываться постепенно с помощью множества несвязанных сдвигов глаз.
всего можно только развернуть бит за битом по мере чтения элементов и
не может быть полностью изучен, пока все элементы не будут собраны вместе в краткосрочной перспективе
Память. Итак, список — это представление, интенсивно использующее память. Если длина списков
превышает емкость канала памяти, элементы будут забыты, оставив незавершенным
набор данных, из которого можно сделать вывод о форме целого.

Несмотря на головоломки
решение, наконец найденное и представленное в виде диаграммы, было позади меня, мое понимание
это было мелких . Я знал только саму последовательность прыжков (и ее отражение).
изображение, которое также решает головоломку).

я
интересно, следовала ли последовательность какому-то шаблону . Если шаблон существует,
любой, кто это знал, говорят, китайский второклассник мог бы это реализовать и быстро
решить головоломку. Зная эту закономерность, можно было бы получить более глубоких понимание
решения.

А если что
шаблон, полученный из некоторого общего организующего принципа, лежащего в основе
решения многих головоломок; головоломки разные в своих деталях, но похожие
в их форме? Зная принцип, человек имел бы очень глубокое понимание
раствора; можно было легко решать разные головоломки (и казаться чудотворцем
для наивных зрителей).

Я изучил решение
для шаблонов, ища тот, который управлял последовательностью прыжка. Было несколько
представляет интерес.

Эстетическая привлекательность
некоторых узоров завораживает; к ним приковано внимание. Но иногда
они являются вторичными, просто побочными продуктами первичного, порождающего паттерна. Привлекательный
хотя они и тривиальны, они могут скрыть от нас по-настоящему значимые паттерны. Описания
вторичных паттернов, какими бы точными они ни были, они не объясняют лежащий в основе процесс
что произвело их.

Здесь
в решении головоломок присутствуют четыре вида узоров:

порядковый номер
шаблон, в котором шесть лягушек с уникальными номерами прыгают

цвет
шаблон в последовательности прыжков

направленный
шаблон в последовательности прыжков

прыжок-прыжок
шаблон в последовательности прыжков

Эти
узоры оказались второстепенными, но только после того, как их соблазнительная красота соблазнила
меня вниз по некоторым тупикам. Каковы были их достоинства (и недостатки)?

Тупик
№ 1: порядковый номер, в котором прыгают шесть лягушек с уникальными номерами.
Успешное решение требует, чтобы лягушки прыгали в указанном порядке.
ниже. (Каждая лягушка имеет номер камня, на котором она впервые сядет.
нет Лягушки 4, потому что Скала 4 изначально свободна. Лягушка 3 делает первый прыжок;
Лягушка 5, вторая; и др.)

3
5 6 3 2 1 5 6 7 3 2 1 6 7 1

Самый длинный повторяющийся
схема прыжка включает лягушки 3, 2 и 1 (в указанном порядке). Он появляется дважды в
симметрично сбалансированные места. Симметрия привлекательна.

3
5 6 3 2 1 5 6 7 3 2 1 6 7
1

Есть два более коротких
повторяющиеся узоры. В одном задействованы лягушки 5 и 6; другой, Лягушки 6 и 7.
Каждый шаблон появляется дважды.

3
5 6 3 2 1 5 6 7 3 2 1 6 7
1

3
5 6 3 2 1 5 6 7 3 2 1 6 7
1

Один
можно утверждать, что два более коротких паттерна взаимосвязаны, поскольку они согласуются друг с другом.
в трех центральных прыжках и уравновешивают друг друга возле крайних.

3
5 6 3 2 1 5 6 7 3 2 1 6
7 1

Несмотря на все это,
нет систематического процесса, разворачивающегося во всей последовательности прыжков. (Изменение
номера, присвоенные лягушкам, не изменят абстрактных форм внутренних
шаблоны, которые являются свойством самой последовательности прыжков.)

Слепой
Аллея № 2: Цветовой узор в последовательности прыжков. Лягушки
1, 2 и 3 зеленые (G). Лягушки 5, 6 и 7 коричневые (B). Таким образом, успешный
последовательность прыжков дает такой цветовой узор:

первые шесть прыжков аккуратно сводятся к чередованию групп зеленых и коричневых лягушек;
каждая последующая группа добавляет еще одну лягушку. Мы можем экстраполировать из процесса
наблюдается в группах с 1 по 3, из чего следует, что в группе 4 будет четыре коричневых
лягушки. Мы были бы правы насчет цвета, но ошиблись насчет числа: четвертый
группа не может добавить четвертую коричневую лягушку. Процесс затухает.

полный цветовой узор имеет простоту, которой не хватает полному числовому узору.
Это палиндром, который читается одинаково вперед и назад. Но предварительное знание
то, что решение является палиндромным, не разгадывает головоломку; нам нужна конкретика.

По правде говоря, даже если
нам сказали полный цветовой узор, наш успех не будет гарантирован.
Шаблон не может показать , какой прыгает зеленая или коричневая лягушка. Иногда
есть две возможности.

Тупик
№ 3: Схема направления в последовательности прыжков. Потому что
зеленые лягушки двигаются вправо (R), а коричневые лягушки двигаются влево (L), решения направлены
узор эквивалентен его цветовому узору. Два узора разные
выражения одной и той же информации; поэтому оба имеют одинаковую структуру
и те же недостатки.

Слепой
Аллея № 4: схема «прыжок-прыжок» (одно место или два) в прыжковой последовательности.
Подобно цветовому узору и узору направления, узор «прыжок-прыжок»
является палиндромом.

1
2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 1

Это
также содержит прогрессию 1-2, в которой количество двоек систематически
увеличивается и уменьшается.

1
2 1 2 2 1 2 2 2 1
2 2 1 2 1

Этот узор выглядит
перспективнее. Его процесс охватывает всю последовательность прыжков, предусмотренных
мы думаем о шестом паттерне как о ноль двоек. Но, увы, и это
не могу указать , из которых лягушек прыгают, а иногда встречаются два соперника.

А
Момент дзен

После флирта с
эти разные модели, я проснулся однажды утром с мыслью, что я мог бы
смотреть на вещи с неправильной точки зрения. Обычно наше внимание
тянет к движению, а не к неподвижности. Идея о том, что лягушки прыгали
возвысил их в моем сознании. Но, возможно, матрица находилась в том, что
было все еще камней , с которых прыгали лягушки. Может быть, фон
действительно был на первом плане. Мастеру дзэн понравится это понятие.

Я применил новый
перспектива к решению, по-прежнему нумерующему семь камней слева направо.
Последовательность из камней , с которых успешно прыгнули мои лягушки, была такой.

3
5 6 4 2 1 3 5 7 6 4 2 3 5 4

(Пункт назначения лягушек
всегда известно: он прыгает на свободную скалу, а свободной может быть только одна скала.
за раз)

я
сгруппировали числа различными способами в поисках управляющего шаблона. В
сначала ничего не бросилось в глаза. Затем без предупреждения Ага! резко открылся
мой мысленный занавес, отображающий в ярком свете решения, организующие
принцип.

Описание и схема

Принцип
описано. То, что я увидел, было последовательностью нечетных
числа по возрастанию, ряд последовательных четных чисел по убыванию и повторяющийся
чередование между ними.

Цифры в каждом
серии располагались симметрично относительно центральной скалы (Rock
4). Исходный ряд был у центральной породы двумя соседями. Затем, поочередно,
каждая серия добавляла один камень, пока серия нечетных чисел не достигла своего максимального охвата
все семь камней.

После этого процесс
перевернулся сам. Поочередно, в каждой серии вычиталось по одному камню, пока не получился четный номер.
серия достигла своего минимума , содержащего только центральную скалу.

самый красивый узор из всех, подумал я.

Проблема
с описаниями. Несмотря на все мои попытки описать
принцип организации решений, многие читатели придут к этому абзацу
смущенный. Это потому, что принцип — это гештальт, одновременно .
набор интегрированных отношений, в то время как мое описание это побитовых
представления, вероятно, превышает пропускную способность канала кратковременной памяти. А
описание, которое не подойдет для взрослых, наверняка не подойдет для второклассников.

Принцип видел. Давайте попробуем еще раз, используя другой
диаграмма, рис. 3. Это визуальное представление решения передает сразу
та же самая информация передается постепенно в Описанный принцип
интегрированный набор числовых рядов (нечетные и четные, возрастающие и убывающие,
расширяющиеся и сжимающиеся, максимизирующие и минимизирующие, симметрично расположенные).

Рис.
3. Решение головоломки с шестью лягушками:
Последовательность скал , с которых прыгают лягушек

Обобщение

применяется принцип. Любой, кто посмотрит на эту диаграмму
и видит через принцип организации решений должен уметь
применить принцип к связанной головоломке, решив ее с одной попытки. К
доказать себе, что это правда, я поставил две похожие головоломки: одна из пяти
камни и четыре лягушки (две зеленые и две коричневые, разделенные пустым камнем),
и еще один из девяти камней и восьми лягушек (четыре зеленых и четыре коричневых, разделенных
у пустой скалы). В каждой головоломке я изображал зеленых лягушек монетами,
коричневые лягушки — пенни, а пустой камень — четвертак. Когда лягушка
прыгнул на свободный камень, его монета и четвертак поменялись местами.

От организатора
принцип, наблюдаемый на рис. 3, я вывел два новых шаблона: решение
головоломка с четырьмя лягушками (рис. 4) и решение головоломки с восемью лягушками (рис. 5.)

Рис.
4. Решение головоломки с четырьмя лягушками:
Последовательность камней , с которых прыгают лягушек

Рис.
5. Решение головоломки с восемью лягушками:
Последовательность камней , с которых прыгают лягушек

я
применили выведенные шаблоны к соответствующим головоломкам и решили обе на
первая попытка.

Приобретено
Блеск

скорость, с которой ребенок собирает головоломку, меньше связана с какой-то врожденной проблемой
способность решать и многое другое, связанное с типами паттернов, которые он / она ранее
сталкивались, манипулировали и усваивали. Объект на месте с заданным
Проблема требует предварительного когнитивного опыта с подобными формами. Или, не хватает
что, случайная удача.

Правильно, высший
отметка за мастерство головоломки второй степени должна быть отдана ребенку, который разгадает лягушку
проблема в наибольшее количество времени . Это будет ребенок, который,
не имея когнитивного опыта со своим классом паттернов, углубляется в корень
понимания, основанного исключительно на наблюдении, интуиции, рассуждении и непрерывности
Внимания — набор умственных действий, тесно связанных с инновационными прорывами.

Музыкальный
Приложение

Решение любой лягушки
головоломка может быть представлена ​​мелодией до мажор. Средний C означает середину
рок. Примечания выше и ниже среднего C обозначают породы, расположенные соответственно.
справа и слева от средней скалы.

Как упоминалось ранее, каждый
головоломка имеет два решения, которые являются зеркальным отражением друг друга.