Přejít k obsahu


Mechanical model of plant cell tissue with water transport

Citace: [] CIMRMAN, R., JANKA, A. Mechanical model of plant cell tissue with water transport. In ESCO 2012. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2012. s. 36.
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Mechanical model of plant cell tissue with water transport
Rok vydání: 2012
Místo konání: Plzeň
Název zdroje: Západočeská univerzita v Plzni
Autoři: Ing. Robert Cimrman Ph.D. , Ing. Aleš Janka Ph.D.
Abstrakt CZ: Pro porozumění růstu rostlinných buněk a orgánů, obzvláště původu pravidelných vzorů tak často se vyskytujících v přírodě, je třeba mít model mechanického chování buněk včetně transportu vody/hormonů/živin. Současná biomechanika rostlin je dosud pozadu oproti biomechanice živočichů, a, podle našeho vědomí, jí chybí silný matematický/mechanický základ na kterém by šlo budovat biologicky relevantní hypotézy. Navrhovaným mechanickým modelem tkáně rostlinných buněk s transportem vody a jeho počítačovou implementací se snažíme přispět k zaplněné této mezery. Model se skládá z hyperelastických (Mooney-Rivlin) membrán odpovídajících tuhým stěnám buněk naplněných tekutinou, která je reprezentována objemem a hydrostatickým tlakem (turgor). Transport vody mezi buňkami navzájem a mezi buňkami a okolím je řízen Vant'Hoffovým/Morseovým zákonem spojujícím rozdíl tlaků a osmotických potenciálů se změnami objemu buněk. Role transportu vody vzhledem k mechanickým vlastnostem, měřených našimi spolupracovníky v Bernu (Institute of Plant Sciences) je ukázána na numerických příkladech.
Abstrakt EN: To understand the growths of plant cells and organs and especially the origin of regular patterns so often seen in nature, a model of the cells mechanical behaviour including the transport of water/hormones/nutrients is needed. Contemporary plant biomechanics is still behind its animal counterpart, and, to our knowledge, still somewhat lacks the strong mathematical/mechanical foundation upon which to build biologically relevant hypotheses. We try to fill in this gap a bit by proposing and implementing in a computer code a mechanical model of plant cell tissue including water transport. The model consists of hyperelastic (Mooney-Rivlin) membranes corresponding to the stiff cell walls filled with liquid represented by volume and hydrostatic (turgor) pressure. The water transport between individual cells and between cells and environment is governed by Vant'Hoff/Morse's law connecting pressure and osmotic potential differences with cell volume changes. We plan to present numerical examples explaining role of water transport for mechanical properties, as measured by our collaborators in Bern (Institute of Plant Sciences).
Klíčová slova

Zpět

Patička