한 연구에 따르면 해바라기의 불규칙한 움직임은 햇빛의 위치를 찾는 데 도움이 되며 식물의 행동과 잠재적인 농업적 이점에 대한 통찰력을 제공합니다.
새로운 연구에서 미국과 이스라엘의 물리학자들은 식물 성장의 이상한 행동에 대한 설명을 내놓는 데 성공했을 수도 있습니다. 이는 찰스 다윈이 생애 마지막 수십 년 동안 그를 당혹스럽게 만들었던 미스터리입니다.
많은 사람들에게 식물은 정적이고 심지어 약간 지루해 보일 수도 있습니다. 하지만 녹색 물체는 실제로 많이 움직입니다. 예를 들어 해바라기 묘목이 땅에서 싹이 트는 모습을 타임랩스 영상으로 보면 똑바로 자라지 않습니다. 대신, 해바라기가 자라면서 그 꼭대기는 원을 그리며 회전하고, 나선형으로 비틀리며, 일반적으로 매우 느리긴 하지만 몸부림칩니다.
이제 콜로라도 볼더 대학의 Orit Peleg와 Tel Aviv 대학의 Yasmin Meroz가 이끄는 연구원들은 “회전”이라고도 알려진 이러한 혼란스러운 움직임의 역할을 발견했습니다. 온실 실험과 컴퓨터 시뮬레이션에서, 그룹은 해바라기가 주변 환경에서 햇빛 조각을 찾기 위해 회전함으로써 이익을 얻는다는 것을 보여주었습니다.
“많은 사람들이 식물의 움직임을 실제로 고려하지 않습니다. 왜냐하면 우리 인간은 일반적으로 식물을 잘못된 프레임 속도로 보기 때문입니다”라고 연구 저자 중 한 명이자 BioFrontiers 연구소 및학과의 부교수인 Peleg는 말했습니다. 컴퓨터공학과.
연구팀은 8월 15일 저널에 결과를 발표했습니다. 물리적 검토 X.
이러한 발견은 언젠가 농부들이 보다 효율적인 방식으로 다양한 작물을 재배하기 위한 새로운 전략을 세우는 데 도움이 될 수 있습니다.
BioFrontiers의 수석 저자이자 박사후 연구원인 Chantal Nguyen은 “우리 팀은 곤충 떼와 다른 동물 그룹의 사회적 상호 작용에 대해 많은 작업을 수행하고 있습니다.
“그러나 이번 연구는 식물에서도 유사한 역학을 볼 수 있기 때문에 특히 흥미롭습니다. 식물은 땅에 뿌리를 두고 있습니다.”
다윈의 선택
Nguyen은 식물은 일반적으로 동물처럼 움직이지 않지만 대신 시간이 지남에 따라 다른 방향으로 자라면서 움직인다고 덧붙였습니다. 이 현상은 다윈이 군함 비글호를 타고 항해를 마치고 돌아온 후에도 오랫동안 매료되었습니다. 역사적 기록에 따르면.
1860년대에 이동이 제한되는 일련의 질병을 앓고 있던 다윈은 집에서 식물을 관찰하면서 며칠을 보냈습니다. 그는 오이와 다른 식물의 씨앗을 심었습니다. 나누다그런 다음 그들은 크라운이 매일 어떻게 움직이는지 추적했으며 결과 지도는 무작위적이고 이상해 보였습니다.
“나는 내 컬에서 많은 즐거움을 얻습니다. 그것은 나에게 딱 맞는 일종의 귀찮은 일입니다.” 그는 1863년에 친구에게 편지를 썼습니다..
다윈은 즐거웠든 아니든 자신의 머리카락이 왜 꼬여 있는지 설명할 수 없었습니다.
훈련을 받은 물리학자인 메로즈도 당황한 것은 미스터리입니다. 2017년에 실시된 한 연구 이 연구는 그녀에게 올바른 방향을 제시해주었습니다. 이 연구에서 부에노스아이레스 대학이 이끄는 과학자들은 비좁은 조건에서 해바라기 줄을 재배했습니다. 그들은 식물이 지퍼의 이빨처럼 자연스럽고 일관되게 지그재그 패턴으로 배열된다는 것을 발견했습니다. 이러한 배열은 식물이 그룹으로서 햇빛에 대한 접근을 최대화하는 데 도움이 될 것입니다.
Miroz는 식물 진동이 식물 성장에 있어 그러한 패턴을 주도하는 엔진이 될 수 있는지 궁금해했습니다.
식물 과학 및 식량 안보 교수인 미로즈(Miroz)는 “등산 식물의 경우 매달릴 수 있는 지지대를 찾는 것이 문제입니다. 그러나 다른 식물의 경우 그만한 가치가 있는지는 분명하지 않습니다.”라고 말했습니다.
여기 태양이 온다
그 사실을 알아보기 위해 그녀와 동료들은 5주 된 해바라기를 줄지어 심었습니다. 그런 다음 이전의 다윈처럼 그들은 일주일 내내 식물이 어떻게 움직이는지 지도를 작성했습니다.
다음으로 Nguyen과 Bligh는 해바라기 성장을 지배하는 패턴을 분석하는 컴퓨터 프로그램을 개발했습니다. 연구자들은 또한 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 해바라기가 어느 정도 움직일 경우, 즉 무작위로 또는 느리고 꾸준한 패턴으로 움직일 경우 어떤 일이 발생하는지 확인할 수 있었습니다.
그룹은 디지털 식물이 전혀 움직이지 않으면 모두 일직선으로 서로 멀어질 것이라는 사실을 발견했습니다. 반대로 많이 움직이면 무작위 패턴으로 성장합니다. 그러나 만약 그들이 적당한 양의 임의성으로 움직이면 해바라기는 독특한 지그재그 모양을 형성하며, 실제 식물에서는 햇빛에 대한 많은 접근을 제공합니다. Nguyen은 식물이 가장 좋은 빛이 들어오는 곳을 찾기 위해 회전하는 것처럼 보인다고 설명했습니다.
“시스템에 약간의 소음을 추가하면 식물이 주변을 탐색하고 각 식물이 최대 빛 노출을 찾을 수 있는 구성에 정착할 수 있습니다. 이는 우리가 볼 수 있는 아름다운 지그재그 패턴으로 이어집니다.”라고 그녀는 말했습니다. .
향후 실험에서 연구자들은 해바라기가 어떻게 더 복잡한 배열로 자라는지 테스트할 예정입니다. Miroz는 식물이 움직이고 영향을 미치는 능력에 대해 어느 정도 감사를 표하는 것을 보고 기뻐합니다.
“우리 모두가 식물과 같은 시간 규모로 산다면 거리를 걸으며 식물이 움직이는 모습을 볼 수 있을 것입니다.”라고 그녀는 말했습니다. “아마도 우리 모두는 식물을 애완동물로 키우고 있을 것입니다.”
참조: Chantal Nguyen, Imre Dromi, Ahron Kempinski, Gabriela E. C. Gal, Orit Peleg 및 Yasmin Meroz의 “시끄러운 원은 해바라기의 자체 조절 그림자 회피를 촉진합니다”, 2024년 8월 15일, 물리적 검토.
DOI: 10.1103/PhysRevX.14.031027
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”