科学家们发现了控制种子发育的植物“大脑”

伯明翰大学科学家的一项新研究揭示了一组细胞，它们作为植物胚胎的“大脑”，能够评估环境条件并决定种子何时发芽。植物决定何时发芽是其生命中最重要的决定之一。太快了，冬天的恶劣条件下植物可能会受损;为时已晚，它可能会被其他更早熟的植物所击败。

在今天发表的一项研究的美国国家科学院学报(PNAS)，从英国伯明翰大学的科学家已经表明，速度和精度之间的权衡是由一小群控制细胞的内植物胚胎，在类似的操作通向人类大脑的途径。

科学家们发现，拟南芥(或称拟南芥)植物中的“决策中心”包含两种类型的细胞 - 一种促进种子休眠，另一种促进发芽。这两组细胞通过移动荷尔蒙相互通信，这是一种类似的机制，当我们决定是否移动时，我们自己的大脑采用了这种机制。

科学家们使用数学模型来证明分离元素之间的通信控制着植物对环境的敏感性。根据这一理论，他们使用了一种突变植物，其中细胞更加化学连接 - 基本上增强了电路元件之间的通信 - 以显示发芽时间取决于这些区域内信号。

该研究的主要作者，伯明翰大学生物科学学院的George Bassel教授说：

“我们的工作揭示了工厂决策中心内部组件之间的重要分离。在人类大脑中，这种分离被认为会引入时间延迟，平滑来自环境的噪声信号并提高我们做出决策的准确性。种子'大脑'中这些部分的分离似乎也是其运作的核心。

参与这项研究的伯明翰大学生物数学家Iain Johnston博士补充说：

电路元件的分离允许对环境刺激的更广泛的响应。这就像阅读一位评论家对电影的评论四次，或者在决定去看电影之前合并四种不同评论家的观点之间的区别。

描述大脑功能的数学理论预测，当暴露于变化的环境(例如波动的温度)时，更多的种子会发芽，而不是恒定的环境。科学家在实验室中测试了这一理论并发现了这种行为。

“我们的工作对于了解作物和杂草的生长方式具有重要意义，”巴塞尔教授补充道。

“现在有可能将这些知识应用于商业植物，以增强和同步发芽，提高作物产量和减少除草剂的使用。”

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