Landareetan, hostoen barne egitura osatzen duten zelulak oso trinkotutako esfera gisa hasten dira hostoaren garapenaren hasierako faseetan. Hostoa garatu eta hedatu ahala, zelula hauek forma berriak hartzen dituzte eta askatu egiten dira. Hala ere hostoaren mikroegitura sendoa eta oso-osorik mantentzen da.
Ikertzaile-talde bat —tartean a ingeniari mekanikoa, landare-biologoa eta fisikari aplikatua- hori nola gertatzen den asmatu du. Hori eginez gero, landareen mundua aspaldi nahasi duten galderei erantzutea ez ezik, energia ekoizten duten material fotosintetikoak fabrikatzea ekar dezake. Euren lanaren emaitzak liburuan agertzen dira Royal Society Interface aldizkaria.
Landareen hostoen erdiko geruza mesofila esponjosa bezala ezagutzen da, hau da, sare porotsu bat da. zelula non fotosintesiaren gertatzen da. Prozesu honetan, karbono dioxidoa (KO2) behealdetik ateratzen da hosto, eguzki-argia goialdetik sartzen da, eta gero biek elkarreragin egiten dute zelulen erdiko geruzaren barruan. Hosto baten hasierako faseetan, geruza honetako zelulak ia esferikoak dira eta oso ondo bilduta daude. Hala ere, zelulak horrela geratzen badira, argiak eta karbono dioxidoak ez dute elkarreragiteko lekurik. Beraz, zelulak askatu egiten dira fotosintesia egin ahal izateko tokia egiteko. Baina, horrela, zergatik ez du hostoak bere egitura galdu eta zatitzen?
"Mesofila esponjosoa oso material porotsu bihurtzeko gai da, baina solido baten propietateak mantentzen ditu", esan du Corey O'Hern, ingeniaritza mekanikoko eta irakasle. materialen zientzia. "Hori da paradoxa, hostoak aire-espazioko egitura labirinto hau sortu behar duela COXNUMX hedatzea ahalbidetzeko.2—baina hostoak mekanikoki egonkor mantendu behar du oraindik».
Intuizio kontrako prozesu hori ulertzeko, O'Hernek eta gainerako ikertzaileek hostoaren garapen-fase ezberdinetan zelulen mikroskopio konfokalarekin egindako irudiak erabili zituzten.
“A sortu genuen eredu konputazionala zelula indibidualen formak eta elkarri zenbat itsasten diren deskribatzeko”, esan zuen O'Hernek. "Ondoren, mesofilaren garapena modelatu genuen ehunari alde guztietatik tiratuz".
Azterketa horien artean zelula guztien formak eta mesofilaren porositatea neurtu ziren (hau da, materialaren zenbat zelulez eta zenbat airez osatuta dagoen). Ikertzaileek zelulen garapenaren nondik norakoak markatu zituzten garapenaren hasieratik amaierara arte, eta zelulak estuki bildutako esferetatik forma luzanga eta lobulu anitzekoetara nola aldatzen diren ikusi zuten.
Aurkitu zuten, hostoaren egitura apurtzea eragin beharrean, zabaltzen ziren zelulek hostoaren egitura mantentzen zutela. "Gertatzen ari dena da mesofilo belakiko zelulak oraindik kanpora bultzatzen ari direla, hostoko ehun epidermikoak barruan mantentzen duen bitartean", esan zuen O'Hernek.
Begiratu zuten landare espezifikoa thale kresala da, zientzialariek Arabidosis thaliana izenez ezagutzen duten basalorea. Landareen fruta eulitzat hartzen da, esperimentuetarako bereziki erabilgarria baita. Oso azkar ernetzen da, eta landarearen geneak ezagunak dira.
Etorkizuneko ikerketetarako, ikertzaileek beren eredu konputazionala beste batzuei aplikatzeko asmoa dute landare espezie ereduak mesofilo-egituraren aniztasun zabala zabaltzen duen ikusteko. Gainera, ikasitakoa landareen ehun artifizialak sortzeko aplikatu nahi dute.
«Ulertzen badugu nola landareak oso eraginkorrak dira fotosintesian, eta hosto-mesofilaren auto-muntaketa uler dezakete, agian antzeko material fotosintetikoak sor ditzakegu laborategian».