Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 53993 Общая биофизика General biophysics Общая биофизика MORPHOGENESIS OF AREOLAE PATTERN OF CENTRIC DIATOMS VALVE AS L-SYSTEM. 1. RADIAL-PARALLEL AND SPIRAL PATTERNS МОРФОГЕНЕЗ ТЕКСТУРЫ АРЕОЛ СТВОРОК ЦЕНТРИЧНЫХ ДИАТОМОВЫХ КАК L-СИСТЕМА. 1. РАДИАЛЬНО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ И СПИРАЛЬНАЯ ТЕКСТУРЫ Лях А М Lyakh A M antonlyakh@gmail.com ФГБУН «Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского РАН» ru A.O. Kovalevsky Institute of Marine Biological Research RAS ru 25 06 2016 25 06 2016 1 1 56 59 20 06 2016 20 06 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/53993/view

Автор проанализировал модели, описывающие развитие тонкой текстуры створок диатомовых водорослей, и обнаружил, что все они приближенно имитируют топологию ареол. Так как в основе морфогенеза текстуры створок диатомовых лежат механизмы ветвления кремниевых ребер, то автор предложил для моделирования текстуры использовать L-систему. Она отлично описывает развитие дихотомических процессов. Автор описал L-системы для имитации одно и двусторонней радиально-параллельной текстур и двусторонней спиральной текстуры (спирального филлотаксиса) рядов ареол центричных диатомовых.

Author has analyzed models, that describe the development of a fine pattern on diatoms valves, and have found that those models approximately simulate areolae topology. Since the branching structures of siliceous ribs form the basis of morphogenesis of diatoms areolae patterns, to model them, author suggests to use L-system. It perfect describes the development of dichotomous processes. Author describes L-systems that simulate one- and double-sided radial-parallel patterns and double-sided spiral pattern (spiral phyllotaxis) of areolae rows on centric diatoms.

 текстура ареол центричные диатомовые морфогенез L-система радиально- параллельная текстура спиральный филлотаксис areolae pattern centric diatoms morphogenesis L-system radial-parallel pattern spiral phyllotaxis

Николаев В.А., Харвуд Д.М. Морфология, таксономия и система классификации центрических диатомовых водорослей. СПб.: Наука, 2002, 118 с. [Nikolaev V.A., Harwood D.M. Morphology, taxonomy and system classification of centric diatoms. St. Petersburg: Nauka, 2002, 118 p. (In Russ.)] Nikolaev V.A., Harvud D.M. Morfologiya, taksonomiya i sistema klassifikacii centricheskih diatomovyh vodorosley. SPb.: Nauka, 2002, 118 s. [Nikolaev V.A., Harwood D.M. Morphology, taxonomy and system classification of centric diatoms. St. Petersburg: Nauka, 2002, 118 p. (In Russ.)] Bukhtiyarova L.N. Frustule functions and functional morphology of Bacillariophyta. Algology, 2009, vol. 19, no. 3, pp. 321-331. Bukhtiyarova L.N. Frustule functions and functional morphology of Bacillariophyta. Algology, 2009, vol. 19, no. 3, pp. 321-331. Лях А.М. Модель распределения ареол и площадь поверхности пор, расположенных на створках центричных диатомовых водорослей из рода Coscinodiscus Ehr. и Thalassiosira Cl. Современная фитоморфология, 2013, т. 3, c. 213-218. [Lyakh A.M. The model of areolae distribution and surface area of pores located on the valves of centric diatoms Coscinodiscus Ehr. and Thalassiosira Cl. Modern Phytomorphology, 2013, vol. 3, pp. 213-218. (In Russ.)] Lyah A.M. Model' raspredeleniya areol i ploschad' poverhnosti por, raspolozhennyh na stvorkah centrichnyh diatomovyh vodorosley iz roda Coscinodiscus Ehr. i Thalassiosira Cl. Sovremennaya fitomorfologiya, 2013, t. 3, c. 213-218. [Lyakh A.M. The model of areolae distribution and surface area of pores located on the valves of centric diatoms Coscinodiscus Ehr. and Thalassiosira Cl. Modern Phytomorphology, 2013, vol. 3, pp. 213-218. (In Russ.)] Gordon R., Drum R.W. The chemical basis of diatom morphogenesis. Int. Rev. Cytology, 1994, vol. 150, pp. 243-422. Gordon R., Drum R.W. The chemical basis of diatom morphogenesis. Int. Rev. Cytology, 1994, vol. 150, pp. 243-422. Parkinson J., Brechet Y., Gordon R. Centric diatom morphogenesis: a model based on a DLA algorithm investigating the potential role of microtubules. Biochim. Biophys. Acta, 1999, vol. 1452, pp. 89-102. Parkinson J., Brechet Y., Gordon R. Centric diatom morphogenesis: a model based on a DLA algorithm investigating the potential role of microtubules. Biochim. Biophys. Acta, 1999, vol. 1452, pp. 89-102. Sumper M. A phase separation model for the nanopatterning of diatom biosilica. Science, 2002, vol. 295, pp. 2430-2433. Sumper M. A phase separation model for the nanopatterning of diatom biosilica. Science, 2002, vol. 295, pp. 2430-2433. Lenoci L., Camp P.J. Diatom structures templated by phase-separated fluids, Langmuir, 2008, vol. 24, pp. 217-223. Lenoci L., Camp P.J. Diatom structures templated by phase-separated fluids, Langmuir, 2008, vol. 24, pp. 217-223. Bentley K., Cox E.J., Bentley P.J. Nature’s batik: a computer evolution model of diatom valve morphogenesis. J. Nanosci. Nanotech., 2005, vol. 5, pp. 1-10. Bentley K., Cox E.J., Bentley P.J. Nature’s batik: a computer evolution model of diatom valve morphogenesis. J. Nanosci. Nanotech., 2005, vol. 5, pp. 1-10. Longuet-Higgins M.S. Geometrical constraints on the development of a diatom. J. Theoretical Biology, 2001, vol. 210, pp. 101-105. Longuet-Higgins M.S. Geometrical constraints on the development of a diatom. J. Theoretical Biology, 2001, vol. 210, pp. 101-105. Willis L., Cox E.J., Duke T. A simple probabilistic model of submicroscopic diatom morphogenesis. J. Royal Soc. Interface, 2013, vol. 10, pp. 1-9. Willis L., Cox E.J., Duke T. A simple probabilistic model of submicroscopic diatom morphogenesis. J. Royal Soc. Interface, 2013, vol. 10, pp. 1-9. Ross R., Cox E.J., Karayeva N.I., Mann D.G., Paddock T.B.B., Simonsen R., Sims P.A. An amended terminology for the siliceous components of the diatom cell. Nova Hedwigia, Beihefte, 1979, vol. 64, pp. 513-533. Ross R., Cox E.J., Karayeva N.I., Mann D.G., Paddock T.B.B., Simonsen R., Sims P.A. An amended terminology for the siliceous components of the diatom cell. Nova Hedwigia, Beihefte, 1979, vol. 64, pp. 513-533. Schmid A.-M.M., Volcani B.E. Wall morphogenesis in Coscinodiscus wailesii Gran and Angst. I. Valve morphology and development of its architecture. J. Phycol, 1983, vol. 19, pp. 387-402. Schmid A.-M.M., Volcani B.E. Wall morphogenesis in Coscinodiscus wailesii Gran and Angst. I. Valve morphology and development of its architecture. J. Phycol, 1983, vol. 19, pp. 387-402. Schmid A.-M.M. Aspects of morphogenesis and function of diatom cell walls with implications for taxonomy. Protoplasma, 1994, vol. 181, pp. 43-60. Schmid A.-M.M. Aspects of morphogenesis and function of diatom cell walls with implications for taxonomy. Protoplasma, 1994, vol. 181, pp. 43-60. Prusinkiewicz P., Lindenmayer A. The algorithmic beauty of plants. New York: Springer-Verlag, 1990, 228 p. Prusinkiewicz P., Lindenmayer A. The algorithmic beauty of plants. New York: Springer-Verlag, 1990, 228 p. Николов Р., Сендова Е. Начала информатики. Язык Лого. М.: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. [Nikolov P., Sendova E. Nachala informatiki. Yazyk Logo. Mscow, 1989. (In Russ.)] Nikolov R., Sendova E. Nachala informatiki. Yazyk Logo. M.: Gl. red. fiz.-mat. lit., 1989. [Nikolov P., Sendova E. Nachala informatiki. Yazyk Logo. Mscow, 1989. (In Russ.)] Диатомовые водоросли России и сопредельных стран. Ископаемые и современные. Том II, вып. 5. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2008, 171 с. [The diatoms of Russia and adjacent countries. Fossil and recent. Vol. II, issue 5. St.Petersburg: St. Petersburg University Press, 2008, 171 p. (In Russ.)] Diatomovye vodorosli Rossii i sopredel'nyh stran. Iskopaemye i sovremennye. Tom II, vyp. 5. SPb.: Izd-vo S.-Peterb. un-ta, 2008, 171 s. [The diatoms of Russia and adjacent countries. Fossil and recent. Vol. II, issue 5. St.Petersburg: St. Petersburg University Press, 2008, 171 p. (In Russ.)] Jean R.V. Phyllotaxis: a systematic study in plant morphogenesis. Cambridge, New York, 1994, 386 p. Jean R.V. Phyllotaxis: a systematic study in plant morphogenesis. Cambridge, New York, 1994, 386 p.