Новый инструмент объясняет, как рост тканей формирует разнообразие форм организмов

Исследователи из Центра Джона Иннеса создали новый инструмент, объясняющий, как рост тканей приводит к формированию огромного разнообразия форм растений и животных.

Инструмент поможет понять, как генерируются трёхмерные формы тканей. Понимание принципов роста тканей имеет фундаментальное значение и может найти применение в улучшении формы сельскохозяйственных культур и регенерации органов.

Используя новый инструмент, доктор Ричард Кеннауэй и профессор Энрико Коэн обнаружили ключевое различие между ростом пластинчатых тканей (тонких в одном направлении, но могущих изгибаться в пространстве) и объёмных тканей (толстых во всех трёх измерениях, как яблоко). Объёмные ткани гораздо более ограничены в деформации.

«Было трудно предсказать получающиеся формы интуитивно. Например, куб с ростом, увеличивающимся от центра, давал неожиданную форму», — говорит профессор Энрико Коэн.

Новая модель более общая, чем предыдущие теории, и показывает, как сама тканевая пластина формируется из комбинации скорости роста (которая может варьироваться в разных областях ткани) и единого поля направленности (полярности), координирующего рост.

Результаты исследования привели к предсказанию, что для формирования пластинчатых тканей разной длины и ширины требуется больше направленности. Было предложено существование второго поля полярности, расположенного под прямым углом к первому.

«Мы были удивлены, насколько легко можно объяснить выросты и пластины с помощью нового поля полярности», — сообщил профессор Коэн.

Эффекты этого можно наблюдать в природе на примере огромного разнообразия форм листьев.