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计算机模型展示芽如何长成叶

2019-03-05 18:43:27来源:励志吧0次阅读

科学(2012年3月1日)——叶片具有不同的形状。通过研究,科学家掌握了在叶片成长过程中控制其形状的简单规则。借助于这个“配方”,他们研制出台能够准确模拟由萌芽生长为叶片过程的计算机仿真模型。

位于诺里奇研究园区约翰英纳斯中心的Samantha Fox说道“芽在其生长过程中,各个方向的生长速度并非相同,否则,叶片会像萌芽一样长成圆屋顶形状,而非现在的扁平带尖状。”

通过建立计算机仿真模型,由BBSRC资助的科学家发现了叶片生长的简单规律。

类似于指南针的工作原理,植物细胞中也有一个内置的定位系统,但并非是磁场,而是细胞内部的分子信号指引它们的生长方向。由于植物组织在生长过程中发生变形,于是,生长的方向和轴心都发生了变化。

在早期的萌芽状态,分子信号逐渐形成图案,叶片的形状也因此形成。

研究人员拍摄了生长中的拟南芥叶(油菜亲缘植物),用以帮助建立一个模型,用以模拟生长过程。研究人员能够拍摄单个细胞,

计算机模型展示芽如何长成叶

并随着植物的生长追踪细胞的生长过程。

研究眼睛所见事物背后的真相同样重要,另外,还需要观测正常植物和变异植物。

Enrico Coen教授说道“模型不仅仅依据叶片在不同阶段形状的图形。为了更加准确的创建由芽到叶的动态生长过程,我们不得不建立一个主宰叶片形状如何形成的数学规则。”

随着理论知识逐步模型化,东英格里亚大学的Andrew Bangham教授的团队也加入合作研究,该团队可以独立运作建立一个虚拟仿真的叶片模型。

BBSRC的首席执行官Douglas Kell教授说,“这一振奋人心的研究,突出了计算机和数学模型在生物研究领域的可行性,可以帮助我们处理复杂问题,以及预测未来。计算模型可以使我们更加深入、更加迅速的了解对地球生命至关重要的生物系统。”

目前,该模型可用于帮助确认控制叶片形成的基因,以及,是否不同的基因决定了不同的叶片形状。

Fox说道,“这个简单的模型可以用于说明所有形状叶片的基本生长情况。关于植物生长,我们知道的越多,我们就越能为未来多做打算,关于食物、燃料和生物多样性。”

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