数学解释了为什么花椰菜看起来那么完美( 二 )
但这些基因实际上在复杂的“基因网络”中相互作用——导致特定基因在特定域和特定时间表达 。 这超出了直觉 , 因此数学生物学家依靠微分方程来编写这些基因网络的模型来预测它们的行为 。
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为了弄清楚花椰菜在最初几片叶子形成后如何长成它们的奇特形状 , 我们构建了一个包含两个主要组件的模型 。 这些是我们在大花椰菜中看到的螺旋形成的描述 , 以及我们在拟南芥中看到的潜在基因网络模型 。 然后我们尝试将两者匹配起来 , 这样我们就可以找出导致花椰菜结构的遗传因素 。
我们发现四个主要基因是关键的参与者:它们的首字母是S、A、L和T 。 “A”在突变成花椰菜状的拟南芥开花植物中缺失 , 也是驱动斑点变成花的基因 。
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使花椰菜如此特别的是 , 生长尖端的这些斑点在一段时间内(最多几个小时)试图变成花朵 , 但由于缺乏“A”而一直失败 。 取而代之的是 , 它们发育成茎 , 然后变成茎 , 等等——几乎无限繁殖而不会长出叶子 , 从而产生几乎相同的花椰菜芽 。
他们花在尝试上的时间是至关重要的——在我们的模型中做到这一点使我们能够在计算机上精确地复制花椰菜和罗马花椰菜 。 我们通过改变现实生活中拟南芥花椰菜突变植物的生长 , 有效地将其变成与微型罗马花椰菜非常相似的形状 , 证实了这一点 。
【数学解释了为什么花椰菜看起来那么完美】下次晚餐吃花椰菜时 , 在吃之前花点时间欣赏一下 。
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