Растения великолепные математики


Ученые узнали, что растения с математической точностью рассчитывают запасы крахмала, которых должно хватить, чтобы пережить ночь, сообщает «TG Daily».

«Это первый пример фундаментальных биологических процессов с такими сложными арифметическими вычислениями, которые мы увидели», говорит профессор из Центра Джона Иннеса Мартин Говард.

 

https://pp.userapi.com/c311316/v311316523/3c9d/a5C6wDO9DaQ.jpg



Растения питаются в течение дня, за счет энергии солнца, преобразовывая углекислый газ в крахмал и сахар. Как только солнце садится, они зависят только от запасов крахмала.

Результаты исследования опубликуют в журнале eLife. В нем говорится о том, как растения поразительно точно регулируют скорость потребления крахмала. Эти корректировки гарантируют, что запаса крахмала хватит до рассвета, даже если неожиданно пропадет источник света или изменится запас крахмала.

Ученые из центра Джона Иннеса говорят, что для того чтоб регулировать запас крахмала так точно растения должны выполнять сложные математические расчеты.

«Возможность выполнять арифметические вычисления, жизненно необходимы для роста и урожайности растения», говорит биолог Элисон Смит.

Понимания того, как растения растут в темноте, поможет открыть новые способы повышения урожайности.

Ночью механизм внутри листьев измеряет запас крахмала и оценивает, сколько времени осталось до рассвета. Информация о времени поступает во внутренние часы, которые похожи на наши биологические часы. Размер запаса крахмала делится на отрезок времени до наступления рассвета, для того чтобы установить правильную скорость потребления, так чтобы на рассвете было использовано около 95% запаса крахмала.

«Расчеты настолько точно что растения не только не испытывают голод но и наиболее эффективно используют свою пищу», говорит Смит.

«Если запасы крахмала будут использоваться слишком быстро, то растение будет голодать и перестанет расти ночью, а если слишком медленно, то часть крахмала будет потрачена впустую».

Ученые с помощью математического моделирования выяснили, как такое вычисление происходит внутри растения. Они предположили, что информация о размере запаса крахмала и времени до рассвета кодируется в виде двух молекул (S – крахмал, Т — время). Если молекула S стимулирует потребление крахмала, то молекула T ограничивает темп потребления, то есть S делим на T.