Med-Practic
Նվիրվում է վաստակաշատ ուսուցիչ Գրիգոր Շահյանին

Իրադարձություններ

Հայտարարություններ

Մեր հյուրն է

Հրատապ թեմա

Կանաչ աշխարհ

Բույսերը կարողանում են հաշվել, բայց միայն գիշերը. ankakh.com

Բույսերը կարողանում են հաշվել, բայց միայն գիշերը. ankakh.com

Դպրոցական կենսաբանության դասընթացից շատերը կհիշեն` ինչ է ֆոտոսինթեզը: Երբ արևը լուսավորում է, բույսը սինթեզում է օրգանական նյութերը (օսլան և շաքարը) ածխաթթու գազից և ջրից: Բայց երբ գալիս է գիշերը, բույսերի համար դժվարություններ են ստեղծվում, քանի որ պարզ նյութերի փոխակերպումը օրգանականի և հետագա սնուցումը խանգարվում է: Բույսերը ստիպված են լինում հույսը դնել իրենց պահեստային միջոցների վրա:

Պարզվում է` նրանք նախատեսում և հաշվում են բավականին հաջող. օսլայի պահուստը բաժանում են չափաբաժինների, որոնցով սնվում են ամբողջ գիշերվա ընթացքում, մինչև արևի դուրս գալը. "Սա ֆունդամենտալ կենսաբանական գործընթացների մակարդակի վրա առաջին թվաբանական հաշվարկների համոզիչ օրինակն է ",- ասում է հետազոտությունների համահեղինակ Մարտին Հովարդը (Martin Howard),որը Ջոն Ինսի կենտրոնում ուսումնասիրում է մաթեմատիկական մոդելները:

Հովարդն ու իր թիմը կառուցել են համակարգչային մաթեմատիկական մոդել, որպեսզի ուսումնասիրեն, թե ինչպես է բույսերին հաջողվում անց կացնել գիշերը, նաև շարունակել աճել օրվա մութ ժամերին: Օրինակի համար նրանք վերցրել են դասական բույս ` Arabidopsis thaliana (резуховидку), որը խոտաբույս է կաղամբազգիների ընտանիքից:

Փորձը ցույց է տվել, որ ֆոտոսինթեզի ընթացքում բույսերը օսլան և շաքարը պահեստավորում են "սև օրվա" համար: Գիշերը պահեստավորված նյութերը սկսում են օգտագործվել: Բույսը դրանք բաժանում է հստակ չափաբաժինների և հաշվում, որ իրեն բավարարեն մինչև առավոտ, ավելին, այդ մեխանիզմն աշխատում է, երբ գիշերը սովորականից շուտ է գալիս և պահեստը քիչ կամ շատ է լինում:

Այնպիսի զգացողություն է, որ բույսն իրոք թվաբանական բաժանում է կատարում, որ սովից չմեռնի:

"Մաթեմատիկական հաշվարկ կատարելու ունակությունը կյանքի անհրաժեշտություն է բույսի համար: Այդ գործընթացի հետ ծանոթանալը թույլ կտա ոչ միայն զարգացնել կենսաբանական տարբեր ճյուղեր, այլև լավացնել տարբեր կուլտուրաների բերքատվությունը", - կարծում է մետաբոլիզմի ոլորտի փորձագետ, կենսաբան Էլիսոն Սմիտը(Alison Smith), որը նաև հետազոտության հեղինակներից մեկն է:

Երբ գալիս է գիշերը, ամեն մի տերևի ներսում հատուկ գործողություններ են կատարվում, ինչը թույլ է տալիս բույսին չափել իր պահեստի քանակը մինչև լուսաբաց: Հետո բույսը որոշում է չափաբաժնի չափը, որը պիտի օգտագործի գիշերվա ընթացքում և այնքան ճշգրիտ, որ լուսադեմին մնում է պահեստավորած օսլայի միայն 5 տոկոսը:

"Նրանց հաշվարկները այնքան ճշգրիտ են, որ նրանք ոչ միայն պաշտպանում են իրենց սովից, այլև իրենց մշակած օրգանական նյութերը օգտագործում են առավելագույն օգուտով և արդյունավետությամբ: Եթե նրանք ծախսել են պահեստավորվածը համեմատաբար արագ, ապա առավոտյան կլինեն քաղցած, իսկ եթե կերակրվել են չափազանց դանդաղ, ապա կերակրի մի մասը ավելորդ կլինի և անիմաստ արտադրված",— պատմում է Սմիտը մամուլի հաղորդագրության մեջ:



Մաթեմատիկական մոդելը ցույց է տվել նաև, թե հատկապես ինչպես են բաշխվում պահեստավորված նյութերը: Գիտնականները հասկացել են, որ "մաթեմատիկական հաշվարկները" կատարվում են մոլեկուլների մակարդակով:Չափաբաժիններ բաժանման և դրանց օգտագործման գործընթացը կարգավորվում է երկու տեսակի մոլեկուլների միջոցով: Գիտնակաների կողմից պայմանական անվանված S մոլեկուլը (starch — օսլա), ներկայացնում է պահետավորվածի քանակի մասին տեղեկություն, իսկ T մոլեկուլը `(time — ժամանակ) հաղորդում է , թե որքան է մնացել լուսաբացին: S մոլեկուլներն օգնում են իրացնելու պահեստը, իսկ T -երը չեզոքացնում են այդ գործընթացը:

Մոդելը հաշվի է առել նաև սպիտակ գիշերները, երբ Arabidopsis thaliana-ն կարող է վերսկսել օսլայի արտադրությունը: Այդ ժամանակահատվածներում բույսը կարգավորում է սննդարար նյութերի գործածումը, հաշվի առնելով, որ դեռ ժամանակ կունենա ցերեկը լրացնել իր պահեստները:

Կենսաբանները գտել են, թե որ սպիտակուցներն են մասնակցում S -ն T-ի վրա բաժանման սիստեմում, քանի որ այդպիսի հատկությունները պայմանավորված են միայն գենետիկակական կոդի հատուկ կառուցվածքով:Պարզվել է, որ PWDգենի մեջ մուտացիան կարգավորում է օսլայի իրացման գործընթացը և կարևոր դեր է խաղում բույսի թվաբանական հաշվարկներում:

Իհարկե, բոլոր այս գործընթացները բնական են ընթանում և պայմանավորված չեն իրական մաթեմատիկայով: Բույսերը, լինելով բարդ բազմաբջիջ օրգանիզմ, ունեն իրենց որոշակի կենսաբանական համակարգը, որը բիոդաշտում ապահովում է հարմարավետ և երկարատև գոյատևում: Այնուամենայնիվ, կենսաբանական գործընթացների աշխատանքը ուսումնասիրելու համար մաթեմատիկական մոդելների ստեղծումը սկզբունքային նոր մոտեցում է, որը թույլ է տալիս ավելի լավ հասկանալ բույսերի ապրելակերպը:

Հոդվածը, որը նկարագրում է հետազոտության արդյունքները, կհրապարակվի eLIFE-ում: Մինչ այդ աշխատանքի արդյունքները կարելի է կարդալ arXiv.org կայքում հրապարակված հոդվածում:

Սկզբնաղբյուր. ankakh.com
med-practic.com կայքի ադմինիստրացիան տեղեկատվության բովանդակության համար

պատասխանատվություն չի կրում
Loading...
Share |

Հարցեր, պատասխաններ, մեկնաբանություններ

Կարդացեք նաև

​Աֆրիկյան կամ կասպյան մարգարտածաղիկ. ankakh.com
​Աֆրիկյան կամ կասպյան մարգարտածաղիկ. ankakh.com

Գեղեցիկ և էկզոտիկ ծաղիկների թվին պատկանող այս բազմամյա կիսաթուփը ծագումով Հարավային Աֆրիկայից է: Այս ծաղիկն անսովոր գեղեցիկ ձև և գույներ ունի: Նրա միջուկը վառ կապույտ գույնի է` պսակավորված դեղին գույնով, իսկ ծաղկաթերթիկները...

Ձնծաղիկ
Ձնծաղիկ

Բոլորին ծանոթ է այս բույսը, որն անտառներում, այգիներում ու սարերում առաջինն է կենդանանում: Սկզբում դուրս են գալիս սուրուլիկ մի քանի տերևներ, ապա ծաղկում են սպիտակ, մանուշակագույն և այլ նուրբ գույների զանգականման ծաղիկները...

Մանուշակ
Մանուշակ

Մանուշակը մանուշակազգիների ընտանիքի խոտաբույս է: Մեծամասամբ միամյա, երբեմն բազմամյա խոտաբույսեր են, հազվադեպ` կիսաթփեր: Հայտնի է մանուշակի մոտավոչապես 500 տեսակ՝ տարածված հիմնականում Հյուսիսային կիսագնդի...

Բարերար ազդեցությամբ սենյակային ծաղիկներ. ankakh.com
Բարերար ազդեցությամբ սենյակային ծաղիկներ. ankakh.com

Ծաղիկները գեղագիտական բավականություն են պատճառում ու ոչ միայն: Բույսերի համար շատ կարևոր է մարդու սերը: Դրանք երախտապարտ են նրան, ով սիրում ու հոգ է տանում իրենց մասին...

Սենյակային բույսեր, որ առավելագույնս մաքրում են օդը
Սենյակային բույսեր, որ առավելագույնս մաքրում են օդը

Սենյակի օդը մի քանի անգամ ավելի աղտոտված է, քան` փողոցինը։ Կենցաղային տեխնիկայի զանազան տեսակները, հատակի լինոլեումը, ներկերը, պաստառները, լվացքի փոշիներն ու մաքրող տարբեր պարագաները հագեցնում են սենյակը թունավոր...

Սոճի
Սոճի

Ռուսաստանում ամենատարածվածը սովորական սոճին է (Pinus silvestris): ԱՄՆ-ում ամենատարածվածը խնկային (Pinus taeda) և կարճափշոտ (Pinus brevifolia)սոճին է: Ամենահարգի սոճու տեսակներն են համարվում Վեյմուտովի սոճին (Pinus strobus)...

Սետկրեասեա (Setcreasea)
Սետկրեասեա (Setcreasea)

Սետկրեասեան մեր պայմաններում մշակվում է որպես սենյակային բույս, սակայն շատ լավ աճում և զարգանում է ծաղկային ձևավորումներում, արևի ճառագայթների տակ: Շատ նման է տրադեսկանցիային և այդ պատճառով նրան հաճախ անվանում են...

Գվիանական Կուրուպիտա (Couroupita guianensis)
Գվիանական Կուրուպիտա (Couroupita guianensis)

Ընտանիքը. Երկշաքիլավորներ: Հայրենիքը. Հարավային Ամերիկայի արևադարձային հատվածը: Սա անձրևային անտառներին հատուկ ծառ է և բնական պայմաններում հասնում է 25մ բարձրության, ծածկված է ճյուղերի ծայրերին աճող սրածայր տերևներով...

Պուանսետիա (Մոլոչայ, էուֆորբիա)
Պուանսետիա (Մոլոչայ, էուֆորբիա)

Սա պատկանում է սուկուլենտ բույսերի ընտանիքին և ունի 2000-ից ավելի տարատեսակ: Շատ տեսակներ աչքի են ընկնում իրենց մեծությամբ և այդ պատճառով նրանց հնարավոր չէ տանը բազմացնել: Տանը աճեցվող մոլոչայը կամ էուֆորբիան (euphorbia) սիրված բույս է...

Պենտաս (Pentas)
Պենտաս (Pentas)

Տորոնազգիների ընտանիք, որի մեջ մտնում են երկշաքիլավորների դասին պատկանող բույսեր` թփեր, խոտաբույսեր, ծառեր, լիաններ (Rubiaceae)...

Էուստոմա, Լիզիանտուս կամ «Իռլանդական վարդ»
Էուստոմա, Լիզիանտուս կամ «Իռլանդական վարդ»

Էուստոմա, Լիզիանտուս կամ «Իռլանդական վարդ». ահա այս հիասքանչ բույսի անվանումների ոչ լրիվ ցանկը, որին, իսկապես, կարելի է ոչ սովորական վարդի տեղ դնել: Էուստոման պատկանում է երկշաքիլավորների ընտանիքին, նրա հայրենիքը Կենտրոնական Ամերիկան է...

Անանաս
Անանաս

Բույսի անվանումն առաջացել է նրա հարավամերիկյան տեղական անվանման փոփոխված ձևից: Այս ընտանիքի մեջ հավաքված են 8 տեսակ, որոնք տարածված են Բրազիլիայում, Պարագվայում, Վենեսուելայում, Կոլումբիայում, ինչպես նաև լայնորեն աճեցվում են...

Արևադարձ (Heliotropium)
Արևադարձ (Heliotropium)

Պատկանում է գաղտրիկազգիների ընտանիքին: Հայրենիքը Պերուն է:Մշտադալար կիսաթուփ է, որը Երևանի պայմաններում կարող է ձմեռել միայն ջերմատներում և բնակարաններում:Տերևները անհարթ են, ունեն կնճռոտ տեսք, մանրիկ, կոշտ մազմզուկներ...

Ամրենի (ոսկեշիվ) (Solidago)
Ամրենի (ոսկեշիվ) (Solidago)

Պատկանում է բարդազգիների ընտանիքին: Բազմամյա է, մեր պայմաններում առանց ծածկույթի ձմեռում է բաց գրունտում: Տարբեր տեսակների բարձրությունները տատանվում են 0,4-2,0 մ  սահմաններում: Սոլիդագո Solidago) – ոսկեշիվի բուսաբանական անվանումն է, այն լատինական...

Գլիցինիա աննման (Glicinia Wistaria)
Գլիցինիա աննման (Glicinia Wistaria)

Պատկանում է լոբազգիների (Leguminosae) ընտանիքին: Հայրենիքը Չինաստանն ու Ճապոնիան է: Ամենագեղեցիկ փաթաթվող բույսերից մեկն է, որի բարձրությունը հասնում և անցնում է 6մ-ից: Երևանի պայմաններում առանց ծածկոցի...

ԱՄԵՆԱԸՆԹԵՐՑՎԱԾ ՀՈԴՎԱԾՆԵՐԸ