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統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)植物枝條生長存在統(tǒng)一規(guī)律
西紅柿苗跟腦神經(jīng)元有什么共同之處？它們伸展出的“枝丫”形狀相似，這并不是巧合。美國科學(xué)家通過統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，不同植物枝條生長存在統(tǒng)一規(guī)律，這一規(guī)律可能適用于所有分枝生長的生物系統(tǒng)。
美國索爾克研究所發(fā)表的新聞公報說，該所研究人員與科爾德斯普林實驗室的同行合作，發(fā)現(xiàn)在不同生長條件下，不同植物枝條的密度分布都符合高斯函數(shù)，枝條在中央最密集，邊緣最稀疏，按“鐘形曲線”的模式變化。
“鐘形曲線”是兩頭低、中間高的對稱曲線，形狀像古代的大鐘。此前研究發(fā)現(xiàn)，人腦神經(jīng)元分枝的密度分布符合“鐘形曲線”。
研究人員以高粱、西紅柿和煙草三種農(nóng)作物為研究對象，觀察約600棵植株幼苗在不同光照、溫度和濕度的條件下生長，定期對它們進(jìn)行三維掃描，記錄完整結(jié)構(gòu)。分析顯示，所有植株的分枝生長模式都遵循三個原則，除了都符合高斯函數(shù)，還都具備分離性和自相似性。分離性是指一個方向上枝條的生長與其他方向的情況無關(guān)；自相似性是指所有植物的基本形狀都相同，只是有的拉長了一點，有的壓扁了一點。
相關(guān)論文發(fā)表在美國《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上。研究人員說，植物與腦神經(jīng)元分枝遵循相同規(guī)律，顯示其中可能有深層的原因，例如它們可能既要稀疏且互不干擾的分枝，又要有效地占滿一個空間。研究人員計劃深入探究其中的分子機(jī)制，希望相關(guān)發(fā)現(xiàn)能用于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
編輯：guoai
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