У жывых арганізмаў развіццё — гэта спалучэнне некалькіх каардынаваных працэсаў, якія ўзаемадзейнічаюць у часе і прасторы на працягу росту. Адна фальшывая нота ў далікатнай сімфоніі можа мець катастрафічныя наступствы. Аднак дакладная партытура гэтай біялагічнай музыкі часта застаецца загадкай для навукоўцаў. Адно з рашэнняў — выкарыстоўваць перадавыя метады мікраскапіі для назірання за ростам органаў у рэжыме рэальнага часу. Праблема заключаецца ў тым, што такія падыходы дрэнна падыходзяць для доўгатэрміновага маніторынгу. Акрамя таго, яны могуць ствараць стрэс для органаў, парушаючы развіццё.
Каб вырашыць гэтую праблему, даследчыкі INRAE распрацавалі ўнікальны метад, які яны ўжылі да раслін. Спачатку, выкарыстоўваючы шматлікія асобныя расліны, навукоўцы фатаграфуюць лісце, якія прадстаўляюць розныя стадыі развіцця. Ужываючы мэтанакіраваныя алгарытмы да гэтага фотакаталога, можна прызначыць узрост кожнай расліне. ліст і рэканструяваць развіццё з цягам часу. Каб дапамагчы сабе ў гэтай задачы, даследчыкі выкарыстоўваюць праграму з адкрытым зыходным кодам — MorphoLeaf, — якую яны распрацавалі ў 2016 годзе ў супрацоўніцтве з ENS de Lyon.
Наступным крокам было выкарыстанне гэтага метаду для ўсебаковага дакументавання развіцця лісця ў мадэльнай расліны Arabidopsis thaliana. На працягу некалькіх тыдняў навукоўцы збіралі лісце сотняў дзікіх тыпаў і мутантныя штамы; апошні меў генетычныя мадыфікацыі, якія ўплывалі форма лістаАсноўнай перавагай гэтага метаду з'яўляецца прастата яго рэалізацыі: ён не патрабуе складанага абсталявання. Больш за тое, для фатаграфавання ранніх стадый развіцця (памер ліста < 0.1 мм) выкарыстоўваўся стандартны мікраскоп, а для пазнейшых стадый развіцця (памер ліста > 1 см) — планшэтны сканер.
https://www.youtube.com/embed/UU2YahNiTpI?color=whiteReconstructing the complete story of leaf development. Credit: INRAE – Jasmine Burguet
Выявы дакладна апісваюць развіццё лісця, высвятляючы ключавыя моманты ў прасторы і часе, якія ў значнай ступені ўплываюць на развіццё ў цэлым. Варта адзначыць, што аналіз паказаў, што расліны дзікага тыпу і мутантныя расліны могуць мець аднолькавыя раннія траекторыі развіцця, якія потым разыходзяцца на пэўных пазнейшых стадыях.
Гэтае падрабязнае разуменне развіцця раслін можа паўплываць на будучыя стратэгіі аптымізацыі росту раслін. Падыход даследчыкаў надзвычай гнуткі і можа быць адаптаваны да любога тыпу органаў, у тым ліку і ў жывёл. Такім чынам, ён можа быць... каштоўны інструмент у даследаваннях, якія імкнуцца дэмістыфікаваць органы і арганізмы развіццё.
Вынікі даследавання апублікаваныя ў часопісе Колькасная біялогія раслін.
