haarautumisesta

Haarautuminen tarkoittaa ilmiötä, jossa jokin rakenne tai järjestelmä jakautuu kahteen tai useampaan osaan. Se esiintyy sekä luonnossa että suunnittelussa ja teoreettisissa malleissa, ja sitä voidaan tarkastella eri tasoilla: mikroskooppisesta solutasosta kokonaisuuksiin.

Biologiassa haarautuminen näkyy esimerkiksi kasveissa oksien ja juurien haaroittumisena sekä hengitys- ja verenkiertoverkkojen ja hermoverkkojen rakenteissa. Kasveissa tilan ja resurssien hyödyntäminen sekä valo-osuus johtavat usein haarautumisen ilmenemiseen.

Haarautuminen on usein geneettisesti ohjelmoitua ja sen säätelyyn vaikuttavat kasvuhormonit. Erityisesti auxiini ja cytokininit sekä apikaalinen dominanssi vaikuttavat siihen, milloin ja missä haarautuminen tapahtuu. Hormonaalinen tasapaino määrittelee, syntyykö uusi haara vai ei, sekä haarauden suunnan.

Muodoiltaan haarautuminen voidaan luokitella esimerkiksi kaksijakoiseksi (dichotominen) haarautumiseksi, jossa yksi piste muodostaa kaksi yhtä vahvaa haaraa, sekä sivuhaarautumiseksi, jossa päähaaran lisäksi kehittyy sivuhaaroja. Myöhemmin syntyvä, epäsäännöllinen tai moninaistuva haarautuminen voidaan nähdä kehittyvän rakenteen rakennuspiirteenä.

Esimerkkejä ovat keuhkoputkien haarautuminen hengitysteissä, kasvien oksien ja juurten haarautuminen sekä sieniverkkojen ja muiden biologisten verkostojen haarautuminen. Verkostojen muoto rakentuu usein hajautetuksi ja tehokkaaksi, mikä parantaa tilan käyttöä. Matematiikassa ja tekniikassa termi viittaa bifurkaatioihin, joissa järjestelmän käyttäytyminen voi muuttua parametreja säätämällä. Haarautuminen kuvaa siten monimuotoisuuden ja resurssien jakamisen perusperiaatetta sekä elossa olevissa että elottomissa järjestelmissä.