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科学家们已经弄清楚草叶的形状是如何让它快速生长的

约翰英尼斯中心团队与康奈尔大学、加州大学伯克利分校和爱丁堡大学合作,解开了草叶形状如何使其在割草或放牧后能够如此迅速地重新生长的谜团。科学家们在他们的工作中应用了最新的计算机模型和遗传发展方法。

早些时候,争论是关于主要作物――小麦、水稻和玉米,因为它们属于具有相同叶子类型的草科。

该工作的合著者之一,恩里科・科恩教授指出:“通过制定和测试草叶进化和发育的各种模型,我们已经表明当前的理论可能是错误的,并且被拒绝的想法,在19 世纪,更接近真相。”

开花植物可分为单子叶植物和双子叶植物。在包括草本植物科在内的单子叶植物中,基部茎周围的叶子具有平行的叶脉。真双子叶植物包括卷心菜、豆类和最常见的花园灌木和树木,其叶子由称为叶柄的茎固定在适当的位置,通常具有宽大的网状叶脉。

在谷物中,叶子的基部形成管状结构。它允许植物通过保持顶部靠近地面向上生长,保护它免受割草机刀片或食草动物门牙的伤害。

在 19 世纪,植物学家认为草的基部相当于 eudicote 叶的叶柄。但这一观点在 20 世纪受到了挑战,当时植物学家声称叶柄有平行的脉,类似于草叶,并得出结论认为,除了尖端的一小块区域外,整个草叶都起源于叶柄。

利用计算机建模和发育遗传学的最新进展,该团队重新审视了草的发育问题。她模拟了关于草叶如何生长的各种假设,并将每个模型的预测与实验结果进行了比较。令他们惊讶的是,他们发现基于草根和茎秆等价思想的模型比更现代的观点得到了更多的支持。

该研究表明,基于基因活动的共同模式对生长规则进行简单的调制如何可以导致惊人的各种叶子形状。

“通过延长芽和叶柄重塑草本叶子的进化”发表在《科学》杂志上。