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科学家发现植物根系像人脑中的神经元一样生长和扩散

由加利福尼亚州圣迭戈的索尔克生物学研究所的一组研究人员进行的一项研究项目名为《植物芽结构的统计描述》,并发表在《当代生物学》杂志上,得出的结论是,植物的生长与神经元非常相似在人脑中。

Salk整合生物学中心助理教授,该研究的主要作者Saket Navlakha说,他们有兴趣寻找植物生长所涉及的基本要素,并指出:“尽管存在多种多样的多样性,但我们的项目还是受到这样一个问题的启发:我们以植物的形式看到,它们共有某些形式或结构。”

研究表明,植物在生长时遵循相同的规则-它们不一定要考虑不同的条件(例如,多云还是晴天)-并且植物分支的密度函数具有高斯或“钟形” -曲线”分布。

Navlakha说,他和他的团队利用高精度3D扫描技术来找出随时间推移有多少年幼植物生长,并以可以用数学方法测量的方式评估这些生长能力。

该小组以三种具有农业价值的农作物开始了他们的试验:高粱,烟草和西红柿。这些植物的种子在生长过程中处于不同的条件下-遮荫,环境光,强光,高温和干旱。合著者兼研究助理亚当·康恩(Adam Conn)每隔几天扫描每棵植物(总共600株),每个月进行一次数字化记录。

“我们基本上像扫描一张纸一样扫描了植物。但是在这种情况下,该技术是3D的,它使我们能够捕获完整的形式-植物在空间中如何生长和分布分支的完整体系结构,” Conn说。

每个工厂的数字表示形式都称为点云,它是可以通过计算检查的空间中的一组3D坐标。研究小组利用收集到的数据,通过分析植物的树枝密度函数,对理论上可能存在的植物形状进行了统计描述,从而确定了在植物周围空间的任何位置找到分支的可能性。

Navlakha说,他们能够发现正在生长的植物可以抵抗环境变化。意思是,在阴影下种植的植物的生长方式不一定与在光照下种植的植物的生长方式有所不同。

此外,他们的研究表明,与植物种类或生长条件无关,分支密度数据倾向于“在植物边界处被截断的高斯分布”。植物的分支生长在植物中心最密集,并且越远离它的密度就越低,这表明钟形曲线模式。

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