Без направляющих микротрубочек целлюлоза меняет паттерны органов при росте растений

Математические спиральные паттерны в растениях, такие как расположение листьев или семян под углом ~137°, обычно сохраняются при росте, так как стебли растут прямо. Однако, если нарушить связь между цитоскелетом и целлюлозой, волокна целлюлозы синтезируются под наклоном, и стебли начинают закручиваться.

Ключевые наблюдения:

• У мутантных растений Arabidopsis с нарушенной связью между микротрубочками и синтезирующими целлюлозу белками стебли перестали расти прямо и приобрели правозакрученную спираль.
• Это привело к смене паттерна органов: вместо постоянного угла расхождения в 137,5° между соседними плодами (силикулами) появились новые устойчивые углы:
  • 90° — при закручивании по часовой стрелке.
  • 184° — при закручивании против часовой стрелки.
• Эксперимент с мутантами, производящими значительно более короткие целлюлозные волокна, подтвердил гипотезу: скручивание стебля у них было выражено слабее.

Вывод: Нарушение микроскопического взаимодействия (направления синтеза целлюлозы микротрубочками) приводит к макроскопическим последствиям — новой архитектуре растения. Это показывает, что рост является важным фактором, влияющим на устойчивость морфогенетических паттернов.