Дата: 26.01.2005

Новости: Самое интересное в культуре и науке

Краткий текст:

Умеют ли растения считать?Исследователи из Государственного Университета Юты (США) обнаружили, что движения устьиц на листьях растений похоже на поведение клеточных автоматов.

---

Полный текст:

На листьях растений есть множество устьиц. Это небольшие отверстия, через них растения поглощают углекислый газ, необходимый для фотосинтеза. Через них также испаряется вода. Устьица могут открываться-закрываться. Открытием или закрытием устьиц растение реагирует на изменение внешней среды. Цель этой адаптации - поглощение максимума углекислого газа при минимальном испарении воды. Установлено, что каждое из устьиц реагирует на внешнюю среду, а также на положение ближайших соседних устьиц. Нервная система при этом не используется, поэтому положение далеких друг от друга устьиц независимо. В результате обычно открываются или закрываются устьица сразу на небольшом участке поверхности листа.

Клеточные автоматы являются системой из множества ячеек (клеток), поведение которых определяется простыми локально действующими правилами. В такой системе пространство представляет собой равномерную сетку, каждая ячейка которой (клетка) содержит информацию о своем состоянии. Изменение времени происходит дискретно, а законы такого мира представляют собой небольшое количество правил, основные из которых описываются таблицей переходов, по которой клетка вычисляет свое новое состояние на каждом такте (минимальный отрезок времени) на основе своего состояния и состояний ее соседей. Самый известный пример клеточного автомата - игра "Жизнь", придуманная английским математиком Джоном Конвеем.

Дэвид Пик, Джейвин Вест, Сюзанна Мессинжер и Кейс Мотт из государственного университета Юты помещали лист растения в прозрачную емкость. Влажность воздуха в этой емкости медленно уменьшалась, что приводило к постепенному закрытию устьиц. Лист фотографировался через равные промежутки времени. В результате были получены достаточно интересные последовательности изображений, зрительно и по статистическим параметрам похожие на поведение клеточных автоматов. Можно предположить, что каждое из устьиц каким-то образом вычисляет свое новое состояние на основе своего старого состояния и состояний его соседей, также как ячейка клеточного автомата.

Peak, D. A., West, J. D., Messinger, S. M & Mott, K. A. Evidence for complex, collective dynamics and emergent, distributed computation in plants. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 101, 918 - 922, (2004).

По материалам SCINEWS.RU