В исследовании, опубликованном сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ученые из Университета Бирмингема показали, что этот компромисс между скоростью и точностью контролируется небольшой группой клеток внутри зародыша растения, которые действуют аналогичным образом. путь к человеческому мозгу.Ученые показали, что «центр принятия решений» в растении под названием арабидопсис, или кресс-салат, содержит два типа клеток: один способствует покою семян, а другой способствует прорастанию. Эти две группы клеток общаются друг с другом, перемещая гормоны, аналогичный механизму, который используется нашим собственным мозгом, когда мы решаем, двигаться или нет.
Ученые использовали математическое моделирование, чтобы показать, что связь между отдельными элементами контролирует чувствительность растения к окружающей среде. Следуя этой теории, они использовали мутантное растение, в котором клетки были более химически связаны, что существенно улучшало связь между элементами цепи, чтобы показать, что время прорастания зависит от этих внутриобластных сигналов.Ведущий автор исследования, профессор Джордж Бассел из Школы биологических наук Университета Бирмингема, сказал: «Наша работа выявляет решающее разделение между компонентами в центре принятия решений на предприятии.
«В человеческом мозгу считается, что такое разделение вводит временную задержку, сглаживая зашумленные сигналы из окружающей среды и повышая точность, с которой мы принимаем решения.«Разделение этих частей в семенном« мозге »также, по-видимому, играет ключевую роль в том, как оно функционирует».Доктор Иэн Джонстон, биоматематик из Бирмингемского университета, участвовавший в исследовании, добавил: «Разделение элементов схемы позволяет расширить палитру реакций на раздражители окружающей среды.
«Это как разница между чтением рецензии на фильм одним критиком четыре раза или объединением взглядов четырех разных критиков перед тем, как пойти в кино».Математическая теория, описывающая функцию мозга, предсказывала, что больше семян прорастет при воздействии различных сред, таких как колебания температуры, чем постоянных сред, таких как постоянные температуры. Ученые проверили эту теорию в лаборатории и обнаружили именно такое поведение.
«Наша работа имеет важное значение для понимания того, как растут зерновые и сорняки», — добавил профессор Бассель.«В настоящее время есть возможность применить эти знания к коммерческим растениям, чтобы улучшить и синхронизировать прорастание, повысить урожайность сельскохозяйственных культур и сократить использование гербицидов».