Hunter

A fotoszintézissel játszanak a tudósok

Az Illinois Egyetem kutatói felülmúlták a természetet: olyan növényt alkottak, ami több levelet és gyümölcsöt termel mindenféle segédanyag nélkül, pusztán a fotoszintézis jobb kihasználásával. A csapat egy számítógépes modell segítségével érte el a vívmányt. Ez az első modell, ami a fotoszintézis folyamatának minden egyes lépcsőfokát szimulálja.

A fotoszintézis fényt alakít kémiai energiává. A növények esetében főként a levelekben végbemenő folyamat szövevényes kémiai reakciók sorozatából áll, melyhez protein enzimek és egyéb kémiai összetevők tucatjai szükségesek. "Arra a kérdésre szerettünk volna választ kapni, vajon képesek vagyunk-e túlszárnyalni a növényeket termelékenység terén? - nyilatkozott a kutatás vezetője, Steve Long, az egyetem növénybiológiai és terménytudományi professzora. A választ valódi növényeken igen bonyolult és időigényes lett volna megadni, hiszen több mint 100 protein vesz részt a fotoszintézisben, ezért a folyamatot egy szuperszámítógép szimulálták, letesztelve az összes lehetséges permutációt.


Steve Long
Ehhez a kutatóknak először egy megbízható fotoszintézis modellt kellett felépíteniük, ami egy az egyben visszaadja a folyamatot a környezet változásainak függvényében. Ez az egyszerűnek koránt sem nevezhető feladat az egyetem keretein belül működő Szuperszámítási Alkalmazások Nemzeti Központjára, illetve az ott található számítási erőforrásokra hárult. A modell elkészítésében Xin-Guang Zhu és Eric de Sturler játszotta a főszerepet Long hathatós közreműködésével.

Miután megállapították a fotoszintézisben résztvevő minden egyes protein viszonylagos mennyiségét, a kutatók elkészítettek egy sorozat láncolt differenciál egyenletet, melyek mindegyike egy-egy lépcsőfokot testesített meg a fotoszintézis folyamatában. A csapat addig tesztelte és finomította a modellt, amíg az vissza nem adta a valódi leveleken végzett kísérletek eredményeit, beleértve a környezeti változásokkal kapcsolatos dinamikus reakciókat is.

Ezután a kutatók úgy programozták a modellt, hogy az véletlenszerűen módosítsa a fotoszintézis különálló enzimjeinek szintjeit. Az "evolúciós algoritmusokkal" - melyek a kívánatos jellemvonások kiválasztásával utánozzák az evolúciót - a modell olyan enzimekre vadászott, melyek növelése elősegíti a növény termelékenységét. Amennyiben a magasabb enzimkoncentráció növelte a fotoszintézis hatékonyságát a modell továbbörökítette az eredményeket a következő generációs tesztekbe.


Ez a módszer számos proteint azonosított be, melyek, ha a többihez viszonyítva magasabb koncentrációban lennének jelen, nagyban növelnék egy növény termőképességét. A felfedezések egybeesnek más kutatók eredményeivel, akik megállapították, hogy egy-egy ilyen protein növelése a génmanipulált növényekben javítja a termőképességet, Long szerint bizonyos kombinációkkal szinte megduplázható a hozam.

A fentiek kapcsán talán jogosan merül fel a kérdés, ha ennyivel növelhető a termelékenység, akkor a természet miért nem eleve ebbe az irányba fejlesztette a növényeket? "A válasz elvileg azon a tényen alapul, hogy az evolúció a túlélés és a termékenység alapján válogat, míg mi kizárólag termelékenységi szempontok alapján szelektáltunk" - mondta Long. A modellek által javasolt módosítások ennek megfelelően alááshatják a növény túlélési esélyeit a természetben, viszont az elemzések azt sugallják, hogy egy kontrollált gazdaságban életképesek maradnának, összegzett a professzor.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • Imperat #94
    Helló mindenkinek. Végigolvastam a cikket, amit igazán érdekesnek találtam, bár kissé aggasztónak is. Kíváncsi volnék, hogy azok a növények valóban jó minőségű terményeket tudnának e produkálni. Sajnos a mezőgazdaságban mostanság, és még sok más helyen is tendenciává vált a génmanipulált élelmiszerek termesztése. Ezek az élelmiszerek pedig az esetek egy jó részében roszabb minsőégű, vagy éppen roszabb ízű termékeket hoznak, nagyobb szaporulat, és terméshozam mellet. Remélem azért még egy kört körteízű marad, egy eper pedig nem lesz alma méretű. :)

    Az ember meg egy érdekes dolog. Mint ahogy ezt ez a fórum is bizonyítja. Kivállóan szórakoztam az olvasottakon. Én magam gondoltam már régen jártam az sg.-n és itt mindíg írnak érdekes dolgokat, és azért valljuk be némiképp bulvár jellegű cikkek is megjelnennek, de nagytöbbségben komolyabb tudoményos témákról esik szó, amik olyan egyszerű emberek számára is jelentenek némi érdekességet mint amilyen én vagyok XD
    ÉS az ide tévedő emberek egy jelentős része nem olvassa el a fórumot, legalábbis én úgy vélem. De már bocsánat, valaki aki erre ráér, hogy úgy mond "csírákat" oltogasson, valahogy nem hangzik túl hitelesnek. Bár minden bizonnyal van némi igazság is abban amit állít. De akkor is igen érdekes. Én ugyan nem fogok ide visszanézni soha többet nekm fölösleges mondani bármit is. További szép napot. És elnézést, hogy olyan exibicionista voltam, hogy nem bírtam szó nélkül elmenni emellet. :)
  • elmebáj #93
    A vélemények harmadánál feladtam az olvasást, ezért elnézést a későbbi hozzá szólóktól, de a témától messze eltávolodott a fórum. Pedig érdekes téma, megérne több odafigyelést. A kérdést abban látom, hogy ha működik az algoritmus, vajon ezen cél érdekében fogják-e használni a jövőben. A másik gond az, hogy elég komolyan veszik-e az evolúció folyamatát. Sokkal(!) több szempont hat rá, mint a jelenleg létrehozott kutató intézetek kísérleti alanyaira.
    A cikk címében szerepel: "játszanak a tudósok" . Amivel eddig játszottak, az sem volt veszélytelen
  • Sir Quno Jedi #92
    Nyugika! Nem érdemes hülyékkel vitatkozni, mert még összetévesztenek velük...

    Amúgy meg mi igen jól tűrjük az efféle ultimátumokat! :D

    Várunk vissza.
  • Epikurosz #91
    Kedves moderátorok!

    Évek óta fórumozok az sg.hu-n. Voltak konfliktusaim, de a kurvaanyázásig még egyetlen sem jutott el.
    Most szünetet tartok, kb. egy hét múlva fogok még ide benézni. Ha ezt a samebadi nevű idiótát még mindig itt találom, ígérem soha többet nem fogok erre a fórumra írni.
  • sz4bolcs #90
    Te írtad, hogy segíteni akarsz, helyes útra terelgetni az embereket.
    Ezt lehet űzni professzionális szinten, ha ennyi ambíciód van. :-)
  • sz4bolcs #89
    Szőrszálhasogatás, hogy látásról, vagy szemről beszélünk? :-) Oké..

    A képmutatást meg honnan vetted, mire gondolsz pontosan?
  • samebadi #88
    ismerem ezt az embert, arra sem méltó, hogy szóbaálljatok vele, csak nevetni lehet rajta :) szánalmas :D
  • samebadi #87
    ki akarod rúgatni magad? :D először azt hittem, hogy a fúrumon visszafogod magad, de ugyanolyan seggfej vagy itt is, mint élőben. utállak.
  • Epikurosz #86
    off
    Kérem a moderátorokat, hogy rúgják ki innen a a öket. vagyis alkalmazzák a mesterséges, jobbító szándékú szelekciót.
    on
  • Epikurosz #85
    Még mindig it vagy?