Математики заинтересовались структурой подсолнухов

Математики из Университета Аризоны разработали модель, которая позволяет объяснить особую спиральную структуру, которая часто встречается в живой природе — у подсолнухов, артишоков, капусты и других растений. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, кратко о ней пишет ScienceNow и сайт Американского физического общества.

Спирали, которые стали предметом исследования ученых, образуют отдельные цветки, а впоследствии - семечки в сложном соцветии подсолнуха. Эти спирали напоминают спираль золотого сечения и cпираль Фибоначчи (последнюю можно рассматривать как аппроксимацию первой), однако как именно в растениях образуются настолько правильные структуры, до сих пор было не ясно.

Ученые провели моделирование роста соцветий, взяв за основу движение в них растительного гормона ауксина, который вырабатывается в местах деления клеток (меристемах) и определяет доминирование одних меристем над другими. Именно этот гормон, например, стимулирует боковой рост побега, когда ему отрезают верхнюю почку.

Исследование показало, что знание о скорости движения и выработке ауксина и нескольких вспомогательных белков достаточно, чтобы в модели возникали точно такие же структуры, которые ученые наблюдают в природе.

Градиенты концентрации веществ используются для формирования правильных структур не только у растений, но и у животных. Так, градиенты концентрации всего четырех матричных РНК определяют формирование регулярного метамерного строения в яйце дрозофилы.