Unutarnja komunikacija među biljkama

Tim znanstvenika s dva instituta, Istituto Italiano di Technologia (IIT) i Gran Sasso Science Institute (GSSI), razvili su nevjerojatnu matematičku metodu kako bi bolje razumjeli unutarnju komunikaciju među biljkama.

U radu koju bi tek trebao biti službeno objavljen, znanstvenici predlažu potpuno udružen sustav nelinearnih, diskontinuirano neautonomnih i običnih diferencijalnih jednadžbi jednadžbi koji točno opisuju adaptivno ponašanje i rast svake pojedine biljke. Znanstvenici analiziraju glavno ponašanje biljaka prilikom nekog stimulansa.

Biljke nisu pasivni organizmi!

Nekoliko istraživanja pokazalo je kako biljke nisu nikako pasivni organizmi te da mogu pokazivati vrlo kompleksno ponašanje kao odgovor na vanjski stimulans. Na primjer, biljke prilagođuju alokaciju resursa, strategiju hranjenja i brzinu rasta ovisno o okolišu. Međutim, još uvijek je nepoznato na koji način biljke to uistinu i rade. Odgovor na ovo pitanje mogli bi otkriti igrajući online igru Mummy’s Gold!

Primjena matematike

Iako su mnogi znanstvenici predložili različite matematičke modele kako bi što bolje razumjeli ponašanje biljaka i njihovu unutarnju komunikaciju, nijedan od tih modela nije uspio u potpunosti opisati ovaj kompleksan lanac stimulans-signal-ponašanje u odnosu na mrežu unutarnje komunikacije biljaka.

Znanstvenici ove studije su i prethodno istraživali mehanizam unutarnje komunikacije biljaka kako bi identificirali i objasnili osnovne biološke principe prilikom rasta korijenja. Ustvari, znanstvenici su analizirali robotsko korijenje u stimuliranom okolišu te su preveli set bioloških pravila u rješenja algoritma. Međutim, u novoj studiji, znanstvenici su izradili matematički model koji opisuje dinamiku unutarnje komunikacije kod biljaka, te nakon toga analizira moguće znakove koji aktiviraju adaptivni odgovor rasta u svakoj pojedinoj biljci. Ovaj model bazira se na formulacijama bioloških dokaza koji su prethodno prikupljeni tijekom eksperimenata koristeći state-of-the-art tehnike.

Glavni cilj ove studije nije bio potpuno opisati kompleksno ponašanje biljaka, nego pronaći glavne tragove koji utječu na rast biljaka s ciljem istraživanja procesa koji igraju ulogu u unutarnjoj komunikaciji biljaka. Sustav se bazirao na običnim diferencijalnim jednadžbama koje uzimaju u obzir cijele sekvence procesa od nutrijenata, fotosinteze, trošenja energije i redistribucije.