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July 11, 2020

Anlage kdu Muster

Die Autoren können noch nicht schlussfolgern, was genau dazu führt, dass das Blattalter diese Wachstumsmuster beeinflusst, obwohl Sugiyama spekuliert, dass es möglicherweise mit Veränderungen des Auxin-Transportsystems im Laufe der Entwicklung einer Pflanze zu tun hat. Für das ungeübte Auge, Pflanzen scheinen ziemlich impulsiv wachsen, Knallen Blätter nach dem Zufallsprinzip, um ein großes grünes Durcheinander zu schaffen. Werfen Sie einen genaueren Blick, aber, und Sie werden feststellen, dass ein paar seltsam regelmäßige Muster pop up überall in der natürlichen Welt, von der ausgewogenen Symmetrie der Bambus-Sprossen zu den faszinierenden Spiralen von Sukkulenten. Die daraus resultierenden Modelle – die das Team als erweiterte Douady- und Couder-Modelle, EDC1 und EDC2 bezeichnet – gelang es, durch computerisiertes Wachstum die komplizierten Blattanordnungen von O. japonica nachzubilden. Über dieses Kunststück hinaus produzierten die erweiterten Gleichungen auch alle anderen gängigen Laubmuster und sagten die natürlichen Frequenzen dieser Sorten genauer voraus als frühere Modelle. Vor allem bei spiralgemusterten Pflanzen prognostizierte das neue EDC2-Modell die “Super-Dominanz” der Fibonacci-Spirale im Vergleich zu anderen Arrangements, während frühere Modelle nicht erklärten, warum diese besondere Form überall in der Natur zu erscheinen scheint. “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. “Aber in dieser speziellen Pflanze, Orixa japonica, ist das phyllotaktische Muster nicht symmetrisch, was sehr interessant ist.

Vor mehr als 10 Jahren kam mir die Idee, dass einige Veränderungen in der hemmenden Kraft jedes Blattprimordiums dieses eigenartige Muster erklären können.” Botaniker verwenden die Divergenzwinkel oder Winkel zwischen aufeinander folgenden Blättern, um die Phyllotaxis einer Pflanze zu definieren. Während die meisten Blattanordnungsmuster einen konstanten Divergenzwinkel beibehalten, wächst der O. japonica Strauch, der in Japan und anderen Teilen Ostasiens beheimatet ist, Blätter in einer abwechselnden Reihe von vier sich wiederholenden Winkeln: 180 Grad, 90 Grad, 180 Grad wieder, dann 270 Grad. 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. Grüne Blätter Muster in der Natur. abstrakten Hintergrund. Nach dem Testen der Douady- und Couder-Gleichungen mit unterschiedlichen Parametern konnten die Autoren Muster erzeugen, die nahe an der abwechselnden Orixatanordnung lagen, aber keine der simulierten Pflanzen passte perfekt zu den O. japonica Proben, die sie sezierten und studierten.

Also baute das Team ein neues Modell, indem es eine weitere Variable zu den Douady- und Couder-Gleichungen hinzufügte: Blattalter. Frühere Modelle gingen davon aus, dass die hemmende Kraft der Blätter im Laufe der Zeit gleich blieb, aber diese Konstante war “aus sicht der Biologie nicht natürlich”, sagt Sugiyama.

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