Рух раслін даўно захапляе многіх даследчыкаў. Бабовыя - гэта група раслін, якая славіцца рознымі рухамі лісця, у тым ліку "ніктынастычным рухам", пры якім лісце раскрываюцца днём і зачыняюцца ўначы. Падобныя рухі раслін ўключаюць рухі, выкліканыя сінім святлом і адчувальныя да дотыку, напрыклад, у адчувальных раслін, такіх як Mimosa pudica.
Рух у структурах ліста абумоўлены паўторным і зварачальным пашырэнне і скарачэнне рухавік клетак, якія з'яўляюцца клеткамі ў структуры пад назвай pulvinus у падставы лісточкаў і хвосцікаў. Такое паўтаральнае і зварачальнае пашырэнне і скарачэнне клетак сустракаецца вельмі рэдка ў раслінных клетках, якія акружаны цвёрдай клеткавая сценка. Больш за тое, недастаткова зразумела, як рухальныя клеткі здольныя да паўтаральнага і зварачальнага пашырэння і скарачэння.
Сценкі раслінных клетак складаюцца з шэрагу мікрафібрыл цэлюлозы, якія скарачаюцца або пашыраюцца ў адказ на розніцу ў асматычнай канцэнтрацыі ўнутры і звонку клеткі. Аднак колькасць змяненняў, якія могуць быць выкліканыя анізатрапіі ў размяшчэнні мікрафібрыл цэлюлозы, не можа растлумачыць увесь спектр рух з pulvinus.
Даследчая група пад кіраўніцтвам Міюкі Накаты і Таку Дэмуры з Інстытута навукі і тэхналогій Нары (NAIST) даследавала папярочныя зрэзы маторных клетак пульвінара Desmodium paniculatum з дапамогай канфакальнай лазернай мікраскапіі, каб даследаваць механізм паўтаральнага і зварачальнага пашырэння і скарачэння клетак. Яны вызначылі унікальныя акружныя «шчыліны» ў клеткавай сценцы маторных клетак, якія ўтрымлівалі менш цэлюлозы. Структуры былі захаваны ў двух падсямействах бабовых, уключаючы сою, кудзу і адчувальныя расліны.
Пры пераносе зрэзаў тканіны з маторных клетак кары бабовых раслін у растворы рознай осмолярности шырыня пульвинарных шчылін павялічвалася, што паказвае на механізм, з дапамогай якога сценкі клетак раслін можа згінацца ў адказ на растворы з рознай асмалярнасць.
Дзякуючы камбінацыі дэталёвага аналізу клеткавай сценкі, камп'ютэрнае мадэляванне, і назіранні за шчылінамі пульвінара ў клетках, якія падвяргаюцца пашырэнню і скарачэнню, шчыліны пульвінара былі вызначаны як механічна гнуткія структуры, якія адкрываюцца і зачыняюцца падчас пашырэння і скарачэння клетак.
«Камп'ютарнае мадэляванне выказала здагадку, што пульвінарныя шчыліны спрыяюць анізатропнаму пашырэнню ў кірунку, перпендыкулярным шчылінам, пры наяўнасці тургорнага ціску», — кажа Міюкі Наката. Даследчыкі параўналі дзеянне з прамымі разрэзамі або прарэзамі, якія выкарыстоўваюцца ў кірыгамі, японскім вырабе з паперы, каб павялічыць расцяжымасць папяровага ліста.
Такім чынам, даследчая група выказала здагадку, што гэтыя ўнікальныя лёгачныя шчыліны з'яўляюцца структурамі, якія дзейнічаюць, каб забяспечыць большы рух маторных клетак кары галаўнога мозгу, чым у адваротным выпадку дазволілі б тыповыя мікрафібрылы цэлюлозы ў клеткавай сценцы.
«Мы прапануем гіпотэзу аб тым, што пульвинарные шчыліны гуляюць ролю ў дынамічным руху лісця праз паўтаральную і зварачальную дэфармацыю рухальных клетак кары галаўнога мозгу ў спалучэнні з іншымі фактарамі, уключаючы арыентацыю цэлюлозы, багаты пекцінам склад клеткавай сценкі, геаметрыю маторных клетак кары галаўнога мозгу і у актынавы цыташкілет», - кажа Міюкі Наката.
Вынікі даследавання апублікаваныя ў часопісе Фізіялогія раслін.