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Erweiterte Modellierung pflanzenähnlicher Strukturen
Entwicklung mit Interaktion
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Entwicklung mit Interaktion

Um eine Signalübertragung zwischen Zellen zu simulieren, ist die Verwendung von kontextsensitiven L-Systemen nötig. Als ein einfaches Beispiel von Interaktion zwischen Zellen kann die Diffusion von einem Hormon entlang einer Faser dienen. Dazu dient das Symbol a als eine Zelle mit einer Hormonkonzentration, die unter einer bestimmten Schwelle liegt, und das Symbol b als eine, deren Hormonkonzentration diesen Schwellenwert übersteigt. Der Diffusionsprozeß kann dann mit Hilfe des folgenden L-Systems beschrieben werden:

$\omega: baaaaaa$

$p: b < a \to b$

Die Anwendung der Ersetzungsregel führt dann zu folgenden Wörtern:

baaaaaa
bbaaaaa
bbbaaaa
bbbbaaa
...

Somit wird eine Hormonausbreitung beginnend mit der linken Seite dargestellt.

Sogar mit der Einbeziehung von Verzögerungen reflektieren die Mechanismen ohne Interaktion eine sequentielle Erzeugung von Zweigen, Blüten und Blättern von einem subapicalen Wachstumsprozeß, d. h. Pflanzenorgane in der Nähe der Wurzel entwickeln sich früher und intensiver als solche, die in der Nähe der Spitze erzeugt werden (akropetal). In der Natur kommen aber auch Pflanzen vor, die an der Spitze eine erhöhte Entwicklung aufweisen und sich der Wachstumsprozeß zur Wurzel hin ausbreitet. Die Entwicklung der Blüten läuft also dem Wachstum der Pflanze entgegen (basipetal).

Bei den geklammerten L-Systemen kann der linke Kontext dazu benutzt werden, akropetale Signale darzustellen, die von der Wurzel in die Spitzen verlaufen, während der rechte Kontext basipetale Signale simuliert, die von der Spitze zur Wurzel verlaufen. Nachfolgend ein Beispiel, das ein akropetales Signal darstellt:

$\omega$: J[I]I[I]I[I]I

p: J < I $\to$ J

  

Akropetale Signalausbreitung

Akropetale Signalausbreitung

 

Das Symbol J stellt hierbei ein Segment dar, das vom Signal schon erreicht wurde, und I eines, das noch nicht erreicht wurde.

Die Ausbreitung eines basipetalen Signals verläuft ziemlich ähnlich:

$\omega$: I[I]I[I]I[I]J

p: I > J $\to$ J

  

Basipetale Signalausbreitung

Basipetale Signalausbreitung

 

 


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Letzte Änderung 21. Januar 2001