We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
من المفترض ألا يتوقف الكثير منا عن التساؤل عن كيفية نمو النباتات لأنماطها الورقية الجميلة. نحن نعتبر أنها مجرد ظهور ، دون الكثير من التفكير أو الاهتمام بما إذا كان هناك تصميم محدد لكل شجيرة أم لا.
ومع ذلك ، تظهر الأنماط في جميع أنحاء النباتات المحيطة بنا ، ويمكن للعلماء إثبات ذلك الآن من خلال الرياضيات.
في الواقع ، ابتكر العلماء نماذج تعكس عددًا من أشهر تصاميم الطبيعة. ونحن لا نتحدث فقط عن النباتات في هذه الحالة. على سبيل المثال ، يمكن رؤية تسلسل فيبوناتشي في ترتيبات بذور عباد الشمس ، وقذائف نوتيلوس وأقماع الصنوبر على حد سواء.
ذات صلة: الباحثون يجدون طريقة لمساعدة "النباتات المجهدة" على التكيف مع التغيرات البيئية
ما تم التوصل إليه هو أن هرمون النمو ، auxin ، يتحرك مع البروتينات ويتم نقله عبر طول النبات ، ويساعد في تكوين الأنماط.
بعد كل ما قيل وفعل ، لا تزال بعض أنماط الأوراق لغزا.
نموذج شجيرة يابانية
أوريكسا جابونيكا، نبات ياباني ذو أنماط غير معتادة لا يتناسب مع المعادلات التي تفسر عادةً تصميمات النباتات. لذلك ، قرر فريق من الباحثين من جامعة طوكيو إلقاء نظرة فاحصة ، وتحديث النموذج.
وفقًا للمؤلفين ، فإن النموذج الجديد ، الذي تمت مشاركته في دراسة جديدة في PLOS Computational Biology ، لا ينشئ نسخة طبق الأصل من النمط غير المعروف سابقًا فحسب ، بل يعرض أيضًا تصميمًا آخر بطريقة محسّنة مما كان معروفًا سابقًا.
يقول عالم فيزيولوجيا النبات بجامعة طوكيو مونيتاكا سوجياما ، كبير مؤلفي الدراسة الجديدة: "في معظم النباتات ، يكون للأنماط النباتية تماثل - تناظر حلزوني أو تناظر شعاعي".
"ولكن في هذا المصنع الخاص ،أوريكسا جابونيكا، فإن النمط phyllotactic غير متماثل ، وهو أمر مثير للاهتمام للغاية. منذ أكثر من 10 سنوات ، خطرت لي فكرة مفادها أن بعض التغييرات في القوة المثبطة لكل ورقة من النباتات الأولية قد تفسر هذا النمط الغريب ".
بعد العديد من الاختبارات ، تمكن المؤلفون من إنشاء أنماط قريبة جدًا من أنماط النبات الأصلي ، ولكن ليس تمامًا.
عمر الورقة كدليل
قادهم ذلك إلى إضافة عنصر إلى معادلاتهم: عمر الورقة.
اتخذت الأبحاث السابقة وجهة نظر مفادها أن الأوراق لم تغير الأنماط بمرور الوقت ، ومع ذلك ، كما يشير سوجياما ، فإن هذا الثابت "ليس طبيعيًا من وجهة نظر علم الأحياء".
مع هذا العامل الجديد ، نجح الفريق في محاكاة ترتيبات الأوراق التفصيلية لـ يا جابونيكا، كل ذلك من خلال النمو المحوسب.
لإضافة الكرز فوق الكعكة ، أعادت هذه المعادلات الجديدة والمحسّنة أيضًا إنشاء جميع أنماط أوراق الشجر الشائعة الأخرى وتمكنت من التنبؤ بالترددات الطبيعية لها بشكل أكثر دقة من النماذج الأخرى.
وقالت سييرا مارتينيز ، عالمة الأحياء الحاسوبية التي لم تشارك في الدراسة: "الآن علينا فقط أن ننظر عن كثب في الآليات الجزيئية في النباتات الحقيقية لمحاولة اكتشاف ما يتوقعه النموذج".
هناك دائمًا المزيد من العمل الذي يتعين القيام به ، ومن المؤكد أن أبحاث فريق سوجياما لم تنته بعد. إنهم يعملون على الاستمرار في تحسين نموذجهم حتى يولد جميع أنماط phyllotactic المعروفة.
يقول سوجياما: "لا نعتقد أن دراستنا مفيدة عمليًا للمجتمع". "لكننا نأمل أن يساهم ذلك في فهمنا للجمال المتماثل في الطبيعة."
بدأ كل شيء بشجيرة يابانية لا تتناسب مع أي معادلات.
