시간있어? Sameer mishra / Shutterstock
여러 시간대를 여행하고 어려움을 겪은 사람 시차로 인한 피로 우리의 힘을 이해합니다 생물학적 시계는. 실제로 인체의 모든 세포에는 자체 분자 시계가 있으며, 이는 24 시간주기 동안 신체가 생성하는 많은 단백질의 수를 매일 증가 및 감소시킬 수 있습니다. 뇌에는 마스터 시계가 포함되어 있습니다. 신호등 눈에서 환경과 시간을 지키기 위해.
식물은 비슷한 일주기 리듬을 가지고있어 새벽이되기 전에 광합성을 위해 식물을 준비하고, 열 보호 메커니즘 켜기 꽃가루가 가장 많이 찾아올 때 꿀을 생산합니다. 그리고 인간처럼 식물의 모든 세포는 자체 시계를 가지고있는 것처럼 보입니다.
우리의 눈과 뇌는 햇빛에 의존하여 시간에 따라 신체 활동을 조정합니다. Yomogi1 / 셔터 스톡
그러나 인간과 달리 식물에는 시계를 동기화 할 수있는 두뇌가 없습니다. 식물이 세포 리듬을 어떻게 조정합니까? 우리의 새로운 연구 식물의 모든 세포가 부분적으로 자기 조직 (local self-organisation)이라는 것을 통해 부분적으로 조정됨을 보여준다. 이것은 효과적으로 식물 세포가 타이밍과 이웃 세포와 통신하는 방법과 유사한 방식으로 물고기의 학교 와 새 떼 이웃과 상호 작용하여 운동을 조정하십시오.
이전 연구 시계의 시간은 식물의 다른 부분에서 다르다는 것을 발견했습니다. 이러한 차이는 다른 기관에서 시계 단백질 생산의 일일 피크 타이밍을 측정하여 감지 할 수 있습니다. 이 시계 단백질은 생물학적 과정에서 24 시간 진동을 생성합니다.
예를 들어, 시계 단백질은 새벽 직전 잎의 광합성을 담당하는 다른 단백질의 생산을 활성화합니다. 우리는 전체 식물 진드기를 조화롭게 유지하기 위해 식물이 타이밍을 조정하는 방법을 이해하는 데 도움이되도록 식물의 모든 주요 기관에서 시계를 조사하기로 결정했습니다.
식물의 진드기
탈레 유채과 야채에서Arabidopsis thaliana) 묘목, 시계 단백질의 수는 각 기관에서 다른 시간에 최고점. 잎, 뿌리 및 줄기와 같은 장기는 빛과 온도와 같은 지역 미세 환경에서 다른 신호를 수신하고이 정보를 사용하여 자신의 페이스를 독립적으로 설정합니다.
다른 장기의 리듬이 일치하지 않으면 식물이 일종의 내부 제트 지연으로 고통 받습니까? 다른 기관의 개별 시계는 다른 시간에 정점에 도달하지만 완전한 혼란을 초래하지는 않았습니다. 놀랍게도, 세포는 공간파 패턴을 형성하기 시작했으며, 여기서 인접 세포는 서로 약간 뒤쳐진 다. 경기장이나 "멕시코"스포츠 팬과 비슷합니다. 사람들을 따라 옆에 서서 군중을 통해 파도 같은 움직임을 만듭니다.
식물 세포는 이웃들 사이에서 의사 소통하여 시간을 조정합니다. James Locke, 저자 제공
우리의 연구는 이러한 파동이 세포가 의사 소통을 시작함에 따라 장기의 차이에서 발생한다는 것을 보여줍니다. 하나의 세포에서 클록 단백질의 수가 정점에 도달하면, 세포는 이것을 느린 이웃에 전달하는데, 이는 첫 번째 세포의 리드를 따라 더 많은 클록 단백질을 생성합니다. 그런 다음이 세포들은 그들의 이웃과 똑같이합니다. 이러한 패턴은 자연의 다른 곳에서 관찰 될 수 있습니다. 일부 반딧불 종은 공간파 패턴을 형성합니다. 그들의 플래시를 동기화 이웃과 함께.
세포에 의한 신호와 결합하여 세포에 의한 국소 의사 결정은 식물이 뇌없이 결정을 내리는 방법 일 수 있습니다. 식물의 다른 부분에있는 세포가 어떻게 자라는 지에 대해 다른 결정을 내릴 수 있습니다. 싹과 뿌리의 세포는 현지 조건에 따라 성장을 개별적으로 최적화 할 수 있습니다. 새싹은 빛이 방해받지 않는 곳으로 구부러지고 뿌리는 물이나 영양이 풍부한 토양으로 자랄 수 있습니다. 또한 식물이 장기의 손실에서 살아남 다 초식 동물에 의해 손상되거나 먹음으로써
이것은 과학자들이“가소성”이라고 부르는 환경의 변화에 대처하기 위해 식물이 어떻게 성장과 개발을 지속적으로 적응시킬 수 있는지 설명 할 수 있습니다. 식물이 어떻게 결정을 내리는 지 이해하는 것은 단순히 흥미로운 일이 아닙니다. 과학자들은 기후 변화에 따라 점점 변화하는 환경에 반응 할 수있는 새로운 식물 품종을 키울 수 있습니다.
저자 정보
Mark Greenwood, 세포 생물학 박사 연구원, 캠브리지 대학 그리고 시스템 생물학의 리서치 그룹 리더 인 제임스 로크 (James Locke)는 캠브리지 대학
이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.
ING
