Nauji moksliniai tyrimai rodo, kad norint, jog maistinės medžiagos būtų tiekiamos ir naktį, augalai turi sugebėti atlikti aritmetinį dalybos veiksmą. Toks paskaičiavimas jiems leidžia naudoti krakmolo atsargas pastoviu greičiu, taip, kad jos artėtų prie pabaigos prieš pat išauštant, ir augalui netektų badauti (ir tuo pačiu nustoti augti) nakties metu.
Šį tyrimą atlikę John Innes centro (Didžioji Britanija) mokslininkai mano įrodę, kad taip tiksliai reguliuoti krakmolo suvartojimą galima tik atliekant matematinį skaičiavimą – dalybos veiksmą.
Augalai dienos metu, naudodami saulės energiją, verčia anglies dioksidą į maistines medžiagas – cukrus ir krakmolą. Saulei nusileidus, jie tampa visiškai priklausomi nuo atsargų, sukurtų dienos metu.
Naktį cheminių procesų lapuose metu yra išmatuojamos krakmolo atsargos ir apskaičiuojamas laikas, likęs iki aušros. Informacija apie laiką turėtų ateiti iš augalo „vidinio laikrodžio“, panašaus kaip ir žmogaus. Tuomet krakmolo kiekis padalinamas iš laiko iki aušros ir koreguojamas krakmolo vartojimo greitis, taip, kad iki patekant Saulei jo būtų sunaudota maždaug 95%. Pasirodė, kad skaičiavimai yra pakankamai tikslūs, kad augalai ne tik išvengtų bado, bet ir kuo veiksmingiau išnaudotų savo maisto atsargas. Jei krakmolas naudojamas per greitai, augalai ims badauti ir nustos augti per naktį, o jei pernelyg lėtai, dalis dieną sukurtų maistinių medžiagų liks nepanaudotos.
Mokslininkai panaudojo matematinio modeliavimo metodus, norėdami ištirti, kaip augaluose galėtų veikti toks mechanizmas. Viena iš galimybių - informacija apie krakmolo kiekį prieš nusileidžiant Saulei ir laiką iki jos patekėjimo gali būti saugoma dviejų tipų molekulių koncentracijose. Jei molekulė K (krakmolas) stimuliuoja krakmolo vartojimą, o molekulė L (laikas) – jį stabdo, tuomet šių molekulių santykis turėtų lemti krakmolo vartojimo greitį, tai yra jis augale nustatomas K padalinant iš L.
Vieno iš šio tyrimo autorių, profesorius Martino Howardo (Martin Howard) teigimu, tai pirmas konkretus pavyzdys kaip fundamentaliam biologiniam procesui užtikrinti gali būti naudojami pakankamai sudėtingi aritmetiniai skaičiavimai, o supratimas, kaip augalai auga tamsoje gali padėti atrasti ir naujų būdų, leidžiančių padidinti pasėlių derlių.
Straipsnis paskelbtas atviros prieigos žurnale „eLife“.
