Рослини-математики

Здавалося б, рослини тільки й створені для того, щоб ними милуватися; та якими б простими не здавалися вони на перший погляд, варто усвідомлювати, що щодня у них перебігає безліч складних процесів, які регулюють їх роботу. До цього часу було відомо, що за кожну з життєво важливих функцій рослини, а саме ріст, розвиток, дихання, обмін речовин, подразнення та розмноження, відповідає певна тканина чи орган. Проте навіть біологи недооцінювали розум рослини. Вивчаючи поведінку зразків у лабораторії, дослідники із Центра Джона Іннеса, Великобританія, встановили, що при визначенні швидкості використання крохмалю, який запасається у вакуолях, рослини фактично виконують математичну операцію ділення. Це докорінно перевернуло уявлення ботаніків про структуру рослинного організму.

   Для денного живлення рослини використовують отриману від Сонця енергію, перетворюючи з її допомогою вуглекислий газ на крохмаль і цукор. Так поживні речовини за день накопичуються, і їх доводиться споживати рослині вночі в умовах відсутності світла.  Якщо запас крохмалю закінчиться раніше, аніж потрібно, рослина відчуває голод і її ріст припиняється, якщо  ж навпаки, крохмаль використовується повільно, – частина його виявляється непотрібною. Професори Мартін Говард та Алісон Сміт виявили, що у листках рослинних організмів міститься специфічний механізм, який за рахунок простого алгоритму регулює споживання крохмалю . Це відбувається наступним чином: механізм вимірює залишковий запас полісахариду і, використовуючи власний внутрішній біологічний годинник, оцінює, скільки часу залишилося до світанку. Тоді визначається відношення першої величини до другої, і вуаля! Швидкість споживання крохмалю визначено! До того ж, такий алгоритм дає  гарантію, що до самого світанку рослина буде забезпечена харчуванням, навіть якщо ніч закінчиться занадто рано або з якихось причин зміниться рівень крохмалю у вакуолях. Як результат, до сходу Сонця споживається приблизно 95% накопиченого крохмалю, тобто рослина уникає нічного голодування і водночас максимально ефективно використовує живлення для нічного росту. На думку Мартіна та Алісон, кодування вихідних даних, що необхідні для обчислень, може відбуватися за рахунок концентрацій молекул двох типів – S (концентрація крохмалю) та Т (час). Якщо концентрація S-молекул збільшується, механізм стимулює споживання крохмалю, а збільшення концентрації молекул типу Т призводуть до сповільнення цього процесу. Результуюча ж швидкість, за цією теорією, визначається саме відношенням концентрацій.