RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическая биология и биоинформатика // Архив

Матем. биология и биоинформ., 2016, том 11, выпуск 2, страницы 225–232 (Mi mbb263)

Математическое моделирование

Фрактальная модель появления проторастения

В. В. Галицкий

Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения, Пущино, Московская область, Россия

Аннотация: Опубликованная ранее секционная модель системы ветвей дерева (ель обыкновенная) была распространена на диапазон $(0, 1)$ аллометрического параметра модели $\mu$ (для ели $\mu\approx1.83$), связывающего величину зеленой биомассы дерева и её размер. Модель показала наличие биомассы ветвей в этом диапазоне, что указывает, согласно положениям фрактальной геометрии, на размещение зеленой биомассы в виде множества точек. В свою очередь согласно современным представлениям об эндосимбиотическом характере появления органелл в эукариотической клетке это было интерпретировано как начало эндосимбиоза цианобактерий и хозяина (протист), которое моделировалось путем размещения групп растущего числа точек на интервале при начальном ограничении количества точек в каждой группе. Ограничение связано с исходным отсутствием у протиста инфраструктуры, которая нужна для растущего числа цианобактерий. Было показано, что в процессе увеличения общего числа точек параметр $\mu$ сначала уменьшается от $1.0$ до $0.25$ при фиксированном числе точек в каждой группе, а затем увеличивается до $1.0$ при фиксированном числе групп. Это дает начальное торможение (замедление) роста размера проторастения (характерного геометрического размера множества точек), а затем экспоненциальный рост после удаления ограничения числа точек в каждой группе в ходе эволюции хозяина эндосимбиоза аналогично высшим растениям. Обсуждаются результаты моделирования в связи с экспериментальными данными о морфологической динамике зародыша растения в эмбриогенезе, а также о влиянии остаточного хлорофилла на прорастание семян.

Ключевые слова: секционная модель дерева, фрактальный параметр, множество фотосинтезирующих точек, групповое размещение, эндосимбиоз, траектория эволюции, проторастение, начальное торможение роста.

УДК: 634.0.18+581.55+51–76

Материал поступил в редакцию 10.08.2016, опубликован 31.10.2016

DOI: 10.17537/2016.11.225



© МИАН, 2024