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Comprendre les dessins de feuilles complexes et extraordinaires dans les plantes

Comprendre les dessins de feuilles complexes et extraordinaires dans les plantes

On peut supposer que peu d'entre nous se sont arrêtés pour se demander comment les plantes poussent leurs magnifiques motifs feuillus. Nous tenons pour acquis qu'ils apparaissent simplement, sans trop de réflexion ou de soin quant à savoir s'il existe ou non un dessin spécifique à chaque arbuste.

Cependant, des modèles apparaissent dans toute la flore qui nous entoure, et les scientifiques peuvent maintenant le prouver grâce aux mathématiques.

En effet, les scientifiques ont créé des modèles qui reflètent un certain nombre des conceptions les plus célèbres de la nature. Et, nous ne parlons pas seulement de plantes dans ce cas. Par exemple, la séquence de Fibonacci peut être observée dans les arrangements de graines de tournesol, les coquilles de nautile et les pommes de pin.

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Ce qui a été conclu, c'est que l'hormone de croissance, l'auxine, se déplace avec les protéines et est transportée sur toute la longueur d'une plante, et contribue à créer les modèles.

Cela étant dit et fait, quelques motifs de feuilles restent encore un mystère.

Modèle d'arbuste japonais

L'Orixa Japonica, une plante japonaise aux motifs inhabituels ne correspondait pas aux équations qui expliquent généralement les conceptions végétales. Une équipe de chercheurs de l'Université de Tokyo a donc décidé de regarder de plus près et de mettre à jour le modèle.

Selon les auteurs, le nouveau modèle, partagé dans une nouvelle étude de PLOS Computational Biology, crée non seulement une réplique du modèle auparavant inconnu, mais il affiche également un autre design dans une méthode améliorée que celle connue auparavant.

«Dans la plupart des plantes, les motifs phyllotactiques ont une symétrie - symétrie en spirale ou symétrie radiale», explique Munetaka Sugiyama, physiologiste des plantes à l'Université de Tokyo, auteur principal de la nouvelle étude.

«Mais dans cette usine spéciale,Orixa japonica, le motif phyllotactique n'est pas symétrique, ce qui est très intéressant. Il y a plus de 10 ans, une idée m'est venue selon laquelle certains changements dans le pouvoir inhibiteur de chaque primordium foliaire pourraient expliquer ce schéma particulier.

Après de nombreux tests, les auteurs ont pu créer des motifs extrêmement proches de ceux de la plante d'origine, mais pas parfaitement.

L'âge des feuilles comme indice

Cela les a amenés à ajouter une composante à leurs équations: l'âge de la feuille.

Des recherches antérieures partaient du principe que les feuilles ne changeaient pas de modèle au fil du temps, cependant, comme le souligne Sugiyama, cette constante n'est «pas naturelle du point de vue de la biologie».

Avec ce nouveau facteur, l'équipe a réussi à imiter les arrangements de feuilles élaborés du O. japonica, tout cela grâce à une croissance informatisée.

Pour ajouter la cerise sur le gâteau, ces équations nouvelles et améliorées ont également recréé tous les autres modèles de feuillage courants et ont été en mesure de prédire leurs fréquences naturelles plus précisément que d'autres modèles.

Ciera Martinez, une biologiste computationnelle non impliquée dans l'étude, a déclaré: "Il ne nous reste plus qu'à regarder de plus près les mécanismes moléculaires des plantes réelles pour essayer de découvrir ce que le modèle prédit."

Il y a toujours plus de travail à faire et les recherches de l'équipe de Sugiyama ne sont certainement pas encore terminées. Ils travaillent pour continuer à améliorer leur modèle afin qu'il génère tous les modèles phyllotactiques connus.

«Nous ne pensons pas que notre étude soit pratiquement utile pour la société», dit Sugiyama. "Mais nous espérons que cela contribuera à notre compréhension de la beauté symétrique de la nature."

Tout a commencé avec un arbuste japonais qui ne rentre dans aucune équation.


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