科學(xué)家提出一個新的專業(yè)化模型細胞

數(shù)學(xué)家在高等經(jīng)濟學(xué)院已經(jīng)開發(fā)出一種模型,該模型解釋了細胞專業(yè)化在資源約束的背景下出現(xiàn)。研究結(jié)果發(fā)表在《公共科學(xué)圖書館•綜合》雜志上。

勞動分工和功能專業(yè)化各級細胞表現(xiàn)出的細胞組織。甚至在簡單的多細胞生物(如藍藻、分枝桿菌、多細胞酵母),可以觀察到兩種類型的專門化:體細胞,當(dāng)細胞負責(zé)可行性,和生殖,當(dāng)細胞只負責(zé)繁殖。專業(yè)化的細胞如何發(fā)生的問題感興趣的不僅是生物學(xué)家,但也為數(shù)學(xué)家建立生物過程的模型。然而,許多模型用于進化生物學(xué)的專業(yè)化來描述過程發(fā)生在最簡單的多細胞生物有許多缺點。例如,他們不考慮環(huán)境對系統(tǒng)的影響。

在一篇題為“建模功能專門化的細胞群體在不同繁殖能力和生存能力和資源約束,“高等經(jīng)濟學(xué)院的科學(xué)家們在蒙特利爾和魁北克大學(xué)的提議模型這解釋了細胞的條件專業(yè)化資源約束下產(chǎn)生。

今天最常見的模型屬于理查德Michod。它假設(shè)相同的細胞演示了相同程度的生存能力和繁殖能力。“這理想分布的細胞是生命系統(tǒng)難以想象。此外,該系統(tǒng)不能孤立存在的,因為它總是受到環(huán)境的影響,“說Fuad Aleskerov,高等經(jīng)濟學(xué)院的教授。“我們的模型顯示,資源約束、專業(yè)化發(fā)生,以便整個身體更有效率在當(dāng)前環(huán)境參數(shù)。”

研究人員認為是模型需要不同數(shù)量的資源來執(zhí)行體細胞和生殖功能(為簡單起見,陽光被當(dāng)作一個資源)。

假設(shè)為了執(zhí)行一個軀體功能,身體需要1焦耳(J),同時執(zhí)行生殖功能,5 J是必要的。來自外部環(huán)境的輸入是4 j .在這種情況下,細胞會專門從事這樣一種方式,確保整個系統(tǒng)有效地工作。負責(zé)可行性的細胞的數(shù)量將會增加,因為他們需要更少的能量。這個模型在多大程度上對應(yīng)于現(xiàn)實仍然是生物學(xué)家來驗證一個問題。

除了考慮資源約束,該模型考慮原生動物的生物學(xué)的其他方面多細胞生物丹尼斯Tverskoy說,在高等經(jīng)濟學(xué)院的研究生。特別是,該模型考慮了參數(shù)的重要性生殖和軀體功能生物體的有效性。生物實驗表明,在某些類型的環(huán)境中,軀體功能可能比別人更重要。此外,該模型允許初始分化的可能性細胞發(fā)生在胚胎發(fā)育的階段,由于特殊的監(jiān)管工作的基因或外部的化學(xué)刺激。

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