水は、成長する水生植物の葉の形態形成に影響する

Fan Xu;...;Yifan Yang(2020.1, PHYSICAL REVIEW LETTERS)[Water Affects Morphogenesis of Growing Aquatic Plant Leaves]

理由

これもラボセミナーで出てきたはず

概要

水の上に浮かぶハスの葉は、中心に向かって減少するような短波長の端の縮みをいつも受けている。一方で、水の上で成長する葉は、端の近くで長波長がある全体的に曲がった円錐形へと通常変形する。観察から、水(液体基質)が葉の形態形成に重要な影響を与えることが示唆された。このような現象の生物物理メカニズムを理解するため、浮いていたり、立ち上がっている葉の不均一な成長差を効果的に説明できる数理モデルを開発し、これらの形態の形成と進化を定量的に予測する。短波長の座屈というのは、液体の上に横たわって成長する膜がエネルギー的に好む構成である一方で、全体的な座屈した形は浮かんだものより好まれることを、理論的かつ実験的に発見した。茎や葉脈、不均一性そして次元のような他の影響する因子も調べた。結果から、水の上で影響される植物の形態形成の多様性に関する基本知見が与えられる。そして、このような表面の不安定性は基質や端の伸縮を用いた生体模倣の展開型構造体の形態制御に利用できることが示唆された。

印象的な図

Fig1. 異なる水生植物の葉の形態における水の影響

雑記

ソフトロボットの可愛さを理解した