Een drietal onderzoekers van Fudan University heeft een wiskundig model verbeterd waarmee het de vorm van verschillende bladtypes op lotusplanten kan voorspellen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hun wiskundige werk en hoe ze het hebben getest met materialen uit de echte wereld.

Terug in 2008, een team in Frankrijk creëerde een wiskundig model om de groei van zacht weefsel te beschrijven als een manier om te voorspellen hoe algen en paddenstoelen ontstaan. In deze nieuwe poging de onderzoekers breidden het eerdere model uit met bladgroei op planten.

Het nieuwe model bevat twee nieuwe elementen in groeivoorspellingen:bladeren die op water drijven en cellagen op bladeren die met verschillende snelheden groeien, met bladvervorming tot gevolg. Opmerkelijk, de onderzoekers hebben het eerdere model aangepast om uit te leggen hoe lotusplanten twee soorten bladpatronen kunnen produceren. Lotusbladeren die op het wateroppervlak drijven, zijn plat met franjes aan de randen. Bladeren die boven het water groeien zijn komvormig. Door rekening te houden met de twee nieuwe elementen, de onderzoekers waren in staat om groeipatronen voor lotusbladeren nauwkeurig te modelleren en te voorspellen.

In beide gevallen, het model hield rekening met de impact van de golvende randen die optreden wanneer een blad groeit met meer oppervlakte dan op een glad oppervlak past. Met watergebonden bladeren, de energie die nodig is om aanhangend water op te tillen, wordt geminimaliseerd door de vlakke configuratie. De bladeren die boven het water groeien, worden niet naar beneden getrokken door het gewicht van water - ze kunnen in elke vorm groeien. Maar omdat cellen sneller groeien waar zonlicht ze raakt, ze vormen kommen die de zon volgen als zonnebloemen. De steilheid van de komwanden fluctueert afhankelijk van de omgevingsomstandigheden.

Het model is in eerste instantie getest via computersimulaties. Het werd vervolgens in de praktijk getest door een materiële vervanger voor lotusbladeren te gebruiken die veel gemakkelijker te testen was. Het materiaal dat ze hebben gekozen, groeit als er water wordt gebruikt. Dat stelde de onderzoekers in staat om te zien hoe het materiaal vorm zou krijgen als het op water dreef in plaats van wanneer het erboven hing. De test toonde aan dat de bladeren zich in dezelfde vormen vormden als lotusplanten.

© 2020 Wetenschap X Netwerk