Vermutlich haben nicht viele von uns angehalten, um sich zu fragen, wie Pflanzen ihre schönen Blattmuster wachsen lassen. Wir gehen davon aus, dass sie nur erscheinen, ohne viel darüber nachzudenken oder sich darum zu kümmern, ob jeder Strauch ein bestimmtes Design hat oder nicht.
Muster treten jedoch überall in der uns umgebenden Flora auf, und Wissenschaftler können dies jetzt beweisen. Mathe .
In der Tat haben Wissenschaftler Modelle erstellt, die eine Reihe der berühmtesten Designs der Natur widerspiegeln. In diesem Fall geht es nicht nur um Pflanzen. Zum Beispiel die Fibonacci Die Sequenz ist in Sonnenblumenkernen, Nautilusschalen und Tannenzapfen gleichermaßen zu sehen.
Es wurde der Schluss gezogen, dass sich das Wachstumshormon Auxin zusammen mit den Proteinen bewegt, durch die Länge einer Pflanze transportiert wird und dabei hilft, die Muster zu erstellen.
Obwohl alles gesagt und getan ist, bleiben einige Blattmuster immer noch ein Rätsel.
japanisches Strauchmodell
Die Orixa Japonica eine japanische Pflanze mit ungewöhnlichen Mustern passte nicht zu Gleichungen, die normalerweise das Pflanzendesign erklären. Also ein Forscherteam aus der Universität Tokio beschlossen, genauer hinzuschauen und das Modell zu aktualisieren.
Laut den Autoren wurde das neue Modell in einer neuen Studie in geteilt PLOS Computational Biology erstellt nicht nur eine Replik des zuvor unbekannten Musters, sondern zeigt auch ein anderes Design in einer verbesserten Methode als bisher bekannt an.
„In den meisten Pflanzen haben phyllotaktische Muster Symmetrie - Spiralsymmetrie oder Radialsymmetrie“, sagt der Pflanzenphysiologe der Universität Tokio. Munetaka Sugiyama , leitender Autor der neuen Studie.
„Aber in dieser speziellen Anlage Orixa japonica das phyllotaktische Muster ist nicht symmetrisch, was sehr interessant ist. Vor mehr als 10 Jahren kam mir die Idee, dass einige Änderungen der Hemmkraft jedes Blattprimordiums dieses besondere Muster erklären könnten. ”
Nach zahlreichen Tests konnten die Autoren Muster erstellen, die den Mustern der ursprünglichen Pflanze sehr nahe kamen, aber nicht perfekt waren.
Blattalter als Hinweis
Dies führte dazu, dass sie ihren Gleichungen eine Komponente hinzufügten: das Alter des Blattes.
Frühere Forschungen gingen davon aus, dass sich die Muster der Blätter im Laufe der Zeit nicht verändert haben. Wie Sugiyama jedoch betont, ist diese Konstante „aus biologischer Sicht nicht natürlich“.
Mit diesem neuen Faktor gelang es dem Team, die aufwändigen Blattanordnungen der nachzuahmen. O. Japonica alles durch computergestütztes Wachstum.
Um die Kirsche auf den Kuchen zu legen, haben diese neuen und verbesserten Gleichungen auch alle anderen gängigen Laubmuster nachgebildet und konnten das vorhersagen. Eigenfrequenzen von ihnen genauer als andere Modelle.
Ciera Martinez ein Computerbiologe, der nicht an der Studie beteiligt war, sagte: "Jetzt müssen wir uns nur noch die molekularen Mechanismen in realen Pflanzen genauer ansehen, um herauszufinden, was das Modell vorhersagt."
Es gibt immer mehr zu tun, und die Forschung von Sugiyamas Team ist sicherlich noch nicht abgeschlossen. Sie arbeiten daran, ihr Modell weiter zu verbessern, damit alle bekannten phyllotaktischen Muster erzeugt werden.
„Wir glauben nicht, dass unser Studium für die Gesellschaft praktisch nützlich ist“, sagt Sugiyama. „Wir hoffen jedoch, dass es zu unserem Verständnis der symmetrischen Schönheit in der Natur beiträgt.“
Alles begann mit einem japanischen Strauch, der in keine Gleichungen passte.