Як це працює
Один вузол жилки починається в черешку (основі) листка. Сотні точок-джерел ауксину розсіяні випадково всередині контуру у формі листка, кожна з яких представляє ділянку тканини, що сигналізує про потребу в судинному постачанні. На кожному кроці росту кожен активний кінчик жилки шукає незайняті джерела ауксину в межах свого радіуса чутливості, усереднює напрямок до всіх них (алгоритм колонізації простору) і продовжує коротким новим сегментом у цьому напрямку з невеликим випадковим розкидом для різноманітності розгалужень. Будь-яке джерело ауксину, що опиняється в межах невеликого радіуса поглинання нового кінчика, споживається і видаляється, оскільки ця ділянка тканини тепер обслугована.
Щоразу, коли додається новий сегмент, у кожного сегмента на шляху назад до основи зростає показник потоку — це моделює гіпотезу каналізації ауксину: ряди клітин, що переносять більше потоку ауксину, стають дедалі кращими у його транспортуванні, диференціюючись у ширші, ефективніші жилки. Симуляція малює сегменти з високим потоком товщими й темнішими, а з низьким — тонкими й блідими, і це саме той відбиток позитивного зворотного зв'язку, який спостерігається у справжньому жилкуванні листя, де кілька головних жилок несуть більшість потоку, а від них відгалужується безліч другорядних жилок.
Новий сегмент: кінчик' = кінчик + швидкістьРосту · rotate(d, ±розкид)
Споживання: видалити джерело, якщо |джерело - кінчик'| < радіусПоглинання
Каналізація: потік(ребро) += 1 для кожного ребра на шляху(кінчик' → основа); товщинаЛінії ∝ потік^(силаКаналізації/10)
Часті запитання
Що таке каналізація ауксину?
Каналізація ауксину — це гіпотеза, за якою малюнок жилок формується тому, що клітини, які транспортують більше ауксину, стають дедалі кращими у його транспортуванні. Це позитивний зворотний зв'язок, що спрямовує потік у вузькі, дедалі ефективніші ряди клітин, які й стають жилками.
Що тут робить алгоритм колонізації простору?
Кожен кінчик жилки шукає поблизу незайняті джерела ауксину в межах радіуса чутливості, усереднює напрямки до них і вирощує в цьому напрямку короткий новий сегмент — це той самий підхід колонізації простору, який використовують для генерування реалістичних розгалужених структур рослин.
Чому джерела ауксину зникають у міру росту мережі?
Кожне джерело ауксину представляє ділянку тканини листка, якій потрібна поруч жилка для постачання. Щойно кінчик жилки виростає в межах радіуса поглинання джерела, ця ділянка вважається обслугованою, і джерело видаляється — саме це зупиняє нескінченний ріст жилок.
Чому деякі жилки намальовані товщими за інші?
Щоразу, коли сегмент лежить на шляху від щойно вирощеного кінчика назад до основи листка, його показник потоку зростає. Сегменти з вищим потоком відображаються товщими й темнішими, візуалізуючи, як інтенсивно використовувані транспортні шляхи каналізуються в головні жилки, тоді як бічні відгалуження лишаються тонкими.
Чи відповідає це тому, як реальні листки формують жилки?
Загальний малюнок — так: справжні жилки листка формуються рано з прокамбіальних клітин, які каналізують потік ауксину до тканини, що розвивається, утворюючи ієрархічну мережу головних і другорядних жилок, разюче подібну за структурою до того, що дає модель колонізації простору разом із каналізацією.
Що станеться, якщо збільшити кількість джерел ауксину?
Більше джерел ауксину означає більше конкуруючих напрямків тяжіння для кожного кінчика жилки, що зазвичай дає щільнішу, дрібніше розгалужену мережу — подібно до того, як листки з вищою густотою жилкування підтримують більше фотосинтетичної тканини на одиницю площі.