В исследовании, опубликованном сегодня на Слушаниях Национальной академии наук (PNAS), ученые из Бирмингемского университета показали, что этим компромиссом между скоростью и точностью управляет небольшая группа клеток в эмбрионе завода, которые работают похожим способом к человеческому мозгу.Ученые показали, что ‘орган, принимающий решения’ на растении под названием Arabidopsis или thale крессе, содержит два типа клетки – та, которая продвигает дремоту семени и ту, которая способствует прорастанию. Эти две группы клеток общаются друг с другом движущимися гормонами, аналогичным механизмом к используемому нашими собственными мозгами, когда мы решаем, двинуться ли.
Ученые использовали математическое моделирование, чтобы показать, что связь между отделенными элементами управляет чувствительностью завода к своей среде. После этой теории они использовали завод мутанта, где клетки были более химически связаны – по существу усиление связи между элементами схемы – чтобы показать, что выбор времени прорастания зависит от этих сигналов внутрирегиона.
Победите автора исследования, профессора Джорджа Бэсселя из Школы Биологических наук в Бирмингемском университете, сказал: «Наша работа показывает решающее разделение между компонентами в органе, принимающем решения завода.«В человеческом мозгу это разделение, как думают, вводит временную задержку, сглаживая шумные сигналы от окружающей среды и увеличивая точность, с которой мы принимаем решения.«Разделение этих частей в семени ‘мозг’ также, кажется, главное в том, как это функционирует».
Доктор Иэн Джонстон, биоматематик Бирмингемского университета, вовлеченный в исследование, добавил: «Разделение элементов схемы позволяет более широкую палитру ответов на экологические стимулы.«Это похоже на различие между чтением обзора одного критика фильма четыре раза или соединения взглядов четырех различных критиков прежде, чем решить пойти в кино».
Математическая теория, описывающая функцию мозга, предсказала, что больше семян прорастет, когда выставлено переменной окружающей среде – такой как колеблющиеся температуры – чем постоянная окружающая среда, такая как постоянные температуры. Ученые проверили эту теорию в лаборатории и нашли точно это поведение.
«Наша работа имеет важные последствия для понимания, как зерновые культуры и сорняки растут», добавил профессор Бэссель.«Там теперь потенциальное, чтобы применить это знание к коммерческим заводам, чтобы увеличить и синхронизировать прорастание, увеличив урожайность и уменьшив использование гербицида».