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植物能做数学吗？这是本周在eLife杂志上发表的一篇新论文的主张，标题为《拟南芥植物进行算术除法以防止夜间饥饿》。所讨论的植物并不是在它们的叶子上吐出文字题的数字答案，而是做正常的植物活动：根据环境条件以不同的速率使用储存为淀粉的能量。植物从阳光中获取能量，因此在夜间，淀粉消耗的速率必须是平稳的，以便维持能量直到黎明并防止“血糖崩溃”。研究人员在先前的一项研究中发现，植物几乎每天晚上都会完全消耗掉它们的淀粉，并且在“日落”之后，无论灯光熄灭的时间是早于还是晚于植物基于其昼夜节律的“预期”，消耗速率都将保持基本恒定。基于这些结果，研究人员提出了一个数学模型，根据该模型，植物“除以”淀粉储存量除以到黎明前的时数，以确定适当的消耗速率。
假设阳光的可用性和昼夜节律控制着光合植物的行为，尤其是在淀粉代谢方面，这并不是一个很大的逻辑飞跃。关于昼夜振荡的机制以及这些周期的调节和代谢后果，基因如何被开启和关闭以及代谢如何受到调节，存在广泛而持续的研究。正如我的一个朋友所说，说这种调节是一种算术“计算”， “就像说披萨计算π，因为它们的面积总是π*r^2。”
作者同意“在概念上尚不清楚如何执行这种计算”，但是至少在论文如何发展这种细胞计算的扩展隐喻方面，它在概念上和修辞上都非常有趣。活细胞会感知并响应细胞外部（如阳光）或内部（如淀粉水平）的许多信号。这些信号被感知，处理并整合到不同条件和不同细胞中的协调反应中的方式，是几十年来生物学研究中更为丰富的领域之一。这种细胞“信息处理”在合成生物学中也引起了巨大的兴趣，在合成生物学中，在简化的遗传网络中构建生物“计算”，以创建可用于创建生物传感器或精确控制工程代谢途径的细胞“逻辑”。
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这些天，我（比平时）更关注隐喻，明喻和类比，因为我正在阅读中国米耶维尔的大使馆，这是一部科幻小说，背景设定在遥远的未来，在一个拥有独特语言的昆虫类外星人的星球上。这些生物不可能说谎，并且为了使用明喻，它们必须是字面意义上构建的——要说“这就像一块被分成两半并粘在一起的岩石”，必须存在一块被分成两半并粘在一起的岩石，一个物体和一个事件，成为语言的一部分。我忍不住再次在这里类比合成生物学，在这种情况下，关于生物系统和信号处理的计算隐喻实际上正在被构建到遗传设计中。我们构建隐喻来理解它们，通过与工程学的类比来理解生物学。
植物真的在“做数学”吗？细菌是否被设计成具有对两种信号的比率做出反应的转录级联，“比某些人更擅长数学”，正如某些头条新闻所宣称的那样？这些是可能导致一些关于数字的本质和生物学中机器隐喻的恰当性的非常哲学性的深刻思考的隐喻，但是也许，像大使馆的明喻一样，这些模型和“电路”的构建是新的生物语言的序曲。我们将用这些数学明喻说些什么？