真菌网络中的生长诱导质量流
组织与器官
2010-05-31 v1 生物物理
数据分析、统计与概率
摘要
索状真菌形成广泛的网络,这些网络不断适应以维持高效的运输系统。由于渗透驱动的水分摄取通常远离菌丝尖端,且水性流体不可压缩,我们提出生长会在菌丝体中诱导质量流,无论菌丝内是否存在浓度梯度。我们对Phanerochaete velutina形成的网络的时间演化进行了成像,并在每个阶段计算了唯一的一组电流,这些电流解释了观察到的索状体积变化,同时最小化了克服粘性阻力所需的功。预测的速度与实验数据合理吻合,产生这些流动所需的压力梯度很小。此外,被预测携带快速移动或大电流的索状结构,其尺寸增大的可能性显著高于携带慢速移动或小电流的索状结构。真菌内流体的不可压缩性意味着对局部流体运动存在快速的全局响应。因此,流体流动速度是一个局部信号,传递关于索状结构在菌丝体中作用的准全局信息。我们认为流体不可压缩性以及生长与质量流的耦合是使高效、适应性生物运输网络得以发展的关键物理特征。
引用
@article{arxiv.1005.5305,
title = {Growth-induced mass flows in fungal networks},
author = {Luke Heaton and Eduardo Lopez and Philip K. Maini and Mark D. Fricker and Nick S. Jones},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.5305},
year = {2010}
}
备注
To be published in PRSB. 20 pages, plus 8 pages of supplementary information, and 3 page bibliography