Фотосинтез розгаданий шляхом математичного аналізу

Для вчених тривалий час залишалося загадкою, як деякі види рослин змогли розвинути у себе супер ефективний фотосинтез. Сьогодні ж вчені нарешті з`ясували, що веде до цієї зміни за допомогою математики.

Відео: Викид 2

Приблизно 3 відсотки всіх рослин володіє формою фотосинтезу, який дозволяє їм використовувати більше вуглекислого газу, менше води і рости більш швидкими темпами. За великим рахунком, цей процес у них протікає на 50% ефективніше, ніж у рослин з звичайним фотосинтезом.

В рамках нового дослідження вчені простежили еволюційні шляхи всіх рослин, що використовують особливу форму фотосинтезу, в тому числі кукурудзи, цукрового очерету і проса, щоб дізнатися, як вони самостійно розвинули цю здатність, будучи не пов`язаними один з одним безпосередньо.

За допомогою математичного аналізу вчені виявили ряд незначних здавалося б змін у фізіології рослин, в сукупності дарівшіх їм можливість швидко рости, поглинаючи все третину води від норми інших рослин і одночасно поглинаючи в 13 разів більше вуглекислого газу з атмосфери.

Разом окремі еволюційні елементи складають той самий "рецепт", Який потім можна буде застосувати для поліпшення сільськогосподарських культур, які використовують сьогодні руху вперед не буде метод фотосинтезу.

Автори дослідження вважають, що отримане знання можна застосувати для розведення суперкультуру, наприклад, вивести стійкий до посухи і зростаючий швидкими темпами рис.

Дослідження проводилося під керівництвом доктора математичних наук Іена Джонстона з Імперського коледжу Лондона і біолога доктора Бена Вільямса з Кембриджського університету, його результати були опубліковані в журналі eLife.

Вони скооперувалися, щоб перевірити, чи можна використовувати нову математичну модель еволюції для того, щоб розкрити той секрет, який привів до вироблення такого посиленого фотосинтезу.

Головний інтерес дослідження полягав у застосуванні інструментів математичного розрахунку, який призведе до відкриттів в області біологічного і соціального, - розповідає доктор Джонсон.

Це дуже обнадійливі зусилля в плані розробки супер-ефективних культур, ми дізналися, що до ефективного фотосинтезу призводять відразу кілька різних шляхів.

Тому біологи можуть знайти відразу кілька рецептів, як розвивати рослини, щоб домогтися такого ефекту.

Доктор Джуліан Хібберд з Кембриджського університету, один з авторів статті, додає:

Це не тільки цікавий математичний результат, він допоможе біологам розробити культури з хорошим виходом (швидким ростом і врожайністю при малих витратах). Дослідження показали, що всі основні доріжки відкриття цього секрету лежать в області еволюції.

Наступним кроком біологів буде створення природної еволюції по типу рослині з більш просунутим фотосинтезом, вносячи генетичні та фізіологічні зміни в прості рослини в лабораторії, і в кінцевому підсумку їх мета - створити такий рис.