Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Botani: 'rasa diri' batang menyumbang kepada bentuk

Anonim

Adalah diketahui bahawa apabila tumbuh-tumbuhan tumbuh, batang dan batang mereka bertindak balas terhadap isyarat luar seperti cahaya dan graviti. Tetapi jika tumbuhan semuanya mempunyai rangsangan yang sama, mengapa terdapat banyak bentuk tumbuhan yang berbeza? Kenapa willow menangis tumbuh ke bawah sementara racun ivy berdekatan menembak ke atas?

iklan


Dengan menggunakan idea matematik yang mudah, penyelidik dari Harvard John A. Paulson Sekolah Kejuruteraan dan Ilmu Gunaan (SEAS) membina satu rangka kerja yang menerangkan dan mengira pelbagai bentuk tumbuhan batang.

Penyelidikan ini diterbitkan dalam Journal of the Royal Society Interface .

"Kami telah menggabungkan, dalam satu teori, keupayaan tumbuhan untuk merasakan dirinya sendiri dan persekitarannya semasa dikekang oleh graviti dan sifat elastiknya, " kata L. Mahadevan, Profesor Matematik Gunaan, Biologi Organik dan Evolusi Lola England de Valpine, dan Fizik. "Dengan memperincikan faktor-faktor ini, kita dapat menerangkan berbagai bentuk yang dilihat dalam alam tanpa memerlukan strategi pertumbuhan yang rumit. Ini seterusnya membayangkan bahawa kepelbagaian morfologi yang dilihat di taman anda boleh diikuti dari sebab yang sangat mudah."

Mahadevan juga merupakan ahli fakulti utama Institut Wyss untuk Kejuruteraan Biologi di Harvard.

Mahadevan dan pengacara Raghunath Chelakkot menerangkan pucuk tumbuhan sebagai 'sentient' yang bermaksud mereka dapat merasakan bentuk mereka sendiri dan arah graviti dan cahaya melalui laluan mekanik.

Apabila jalur ini dipicu oleh rangsangan, satu bahagian tangkapan boleh berkembang berbanding dengan yang lain dan mengubah bentuknya. Puncak willow yang menang, misalnya, cuba berkembang ke atas, jauh dari gravitasi dan menuju cahaya. Tetapi, kerana ia sangat lembut, pucuk-pucuknya di bawah berat graviti dan lekuk ke arah tanah. Sebaliknya, poison ivy pucuk bermula dengan berkembang ke bawah sebelum beralih ke atas.

Bagaimana organisme merasakan dan bertindak balas terhadap isyarat-isyarat di luar ini adalah penting untuk memahami segala-galanya dari pertumbuhan tumbuhan kepada pembangunan manusia.

"Organ-organ yang berbeza di dalam tubuh kita bertumbuh dan mengambil bentuk ciri-ciri mereka dengan memberi maklum balas kepada isyarat dalaman dan luaran, seperti graviti, " kata Mahadevan. "Kami masih belum memahami bagaimana perubahan bentuk berskala besar timbul daripada gabungan penginderaan dan pertumbuhan, dan kajian kami cuba melihat satu contoh ini."

Penyelidikan ini disokong sebahagian oleh Yayasan MacArthur.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Harvard John A. Paulson Sekolah Kejuruteraan dan Sains Gunaan . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Raghunath Chelakkot, L. Mahadevan. Mengenai pertumbuhan dan bentuk pucuk . Jurnal The Royal Society Interface, 2017; 14 (128): 20170001 DOI: 10.1098 / rsif.2017.0001