Anlage s Muster

Was wurde geschlossen, ist, dass das Wachstumshormon, Auxin, bewegt sich zusammen mit den Proteinen und wird durch die Länge einer Pflanze transportiert, und hilft, die Muster zu schaffen. Allerdings erscheinen Muster überall in der Flora, die uns umgibt, und Wissenschaftler können es jetzt durch Mathematik beweisen. “In den meisten Pflanzen haben phyllotaktische Muster Symmetrie – Spiralsymmetrie oder radiale Symmetrie”, sagt der Pflanzenphysiologe Munetaka Sugiyama von der Universität Tokio, leitender Autor der neuen Studie. Bestimmte Blattarrangements stumpfen jedoch weiterhin populäre Modelle für das Pflanzenwachstum, einschließlich der Douady- und Couder-Gleichungen (bekannt als DC1 und DC2), die seit den 1990er Jahren dominiert werden. Ein Team unter der Leitung von Forschern der Universität Tokio, die einen Strauch namens Orixa japonica untersuchten, fand heraus, dass frühere Gleichungen die ungewöhnliche Struktur der Pflanze nicht nachbilden konnten, also beschlossen sie, das Modell selbst zu überdenken. Ihr aktualisiertes Modell, das in einer neuen Studie in PLOS Computational Biology beschrieben wird, reproduziert nicht nur das einst schwer fassbare Muster, sondern kann auch andere, häufigere Arrangements besser beschreiben als frühere Gleichungen, sagen Autoren. Tatsächlich sind diese Muster konsistent genug, dass kalte, harte Mathematik organisches Wachstum ziemlich gut vorhersagen kann. Eine Annahme, die für das Studium der Phyllotaxis oder Blattmuster von zentraler Bedeutung war, ist, dass Blätter ihren persönlichen Raum schützen. Basierend auf der Idee, dass bereits vorhandene Blätter einen hemmenden Einfluss auf neue haben und ein Signal aussenden, um andere daran zu hindern, in der Nähe zu wachsen, haben Wissenschaftler Modelle entwickelt, die viele der gemeinsamen Designs der Natur erfolgreich nachbilden können.

Die immer faszinierende Fibonacci-Sequenz zum Beispiel zeigt sich in allem, von Sonnenblumenkernenarrangements über Nautilusschalen bis hin zu Tannenzapfen. Der aktuelle Konsens ist, dass die Bewegungen des Wachstumshormons Auxin und die Proteine, die es durch eine Pflanze transportieren, für solche Muster verantwortlich sind. Frühere Forschungen waren jedoch der Ansicht, dass Blätter die Muster im Laufe der Zeit nicht veränderten, wie Sugiyama betont, diese Konstante sei “aus sicht der Biologie nicht natürlich”. Anhand einer Modellpflanze für Genetik, Arabidopsis oder Felskresse untersuchten die Forscher, welche Rolle die kleinen RNAs bei der Positionierung und Entwicklung des neuen Blattes spielten. Durch die Einführung künstlicher kleiner RNAs veränderten sie die Konzentration dieser koordinierenden Elemente und beobachteten, wie die Zellen im wachsenden Blatt reagierten. “Das Überraschende war, dass die kleinen RNAs in der Lage waren, stabile Muster zu produzieren”, sagt Timmermans. Wie bei den mobilen Signalchemikalien bei Tieren bilden die kleinen RNAs einen Konzentrationsgradienten. “Im Gegensatz zu den herkömmlichen Entwicklungssignalen arbeiten kleine RNAs sehr spezifisch und können direkt in die Genaktivität eingreifen.” Für das ungeübte Auge, Pflanzen scheinen ziemlich impulsiv wachsen, Knallen Blätter nach dem Zufallsprinzip, um ein großes grünes Durcheinander zu schaffen.

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