Photosynthesis in silico : Understanding Complexity from Molecules to Ecosystems

فتوسنتز در سیلیکو: درک پیچیدگی از مولکول‌ها تا اکوسیستم‌ها کتاب منحصربه‌فردی است که هدف آن نشان دادن رویکردی یکپارچه برای درک فرآیندهای فتوسنتز است. در این جلد - با استفاده از مدل‌سازی ریاضی - فرآیندهایی از بیوفیزیک برهم‌کنش نور با سیستم‌های رنگدانه گرفته تا تعامل متقابل گیاهان منفرد و سایر ارگانیسم‌ها در سایبان‌ها و اکوسیستم‌های بزرگ تا مسائل اکوسیستم جهانی شرح داده شده است. فصل ها توسط 44 مقام بین المللی از 15 کشور نوشته شده است. ریاضیات ابزار قدرتمندی برای تجزیه و تحلیل کمی است. کامپیوترهای معاصر با برنامه ریزی مناسب قادر به تقلید فرآیندهای پیچیده در سلول های زنده، برگ ها، سایبان ها و اکوسیستم ها هستند. این شبیه‌سازی‌ها - مدل‌های ریاضی - به ما کمک می‌کنند تا پاسخ‌های فتوسنتزی سیستم‌های مدل‌سازی‌شده را تحت ترکیب‌های مختلف شرایط محیطی، که به طور بالقوه در طبیعت رخ می‌دهند، پیش‌بینی کنیم، به‌عنوان مثال، واکنش تاج‌پوش‌های گیاهان به افزایش دما در سطح جهانی و غلظت CO₂ اتمسفر. . برای درک پیچیدگی بی نهایت طبیعت در هر سطحی به قدرت تحلیلی فوق العاده ای نیاز است. این کتاب فهرستی از معادلات و برنامه های کامپیوتری نیست، بلکه تاکید بر ایده های تحلیلی است که درک تعاملات پیچیده حاکم بر فرآیند فتوسنتز را در هر سطح و بین سطوح مختلف سلسله مراتب تسهیل می کند. این کتاب زمینه لازم را در مورد فتوسنتز فراهم می کند و مزایای تجزیه و تحلیل کمی به کمک کامپیوتر واکنش های آن را نشان می دهد. این برای دانشجویان فارغ التحصیل و محققان فیزیولوژی گیاهی، زیست شناسی گیاهی عملکردی، بیوشیمی گیاهی، زیست شناسی سیستمی، بیوفیزیک، انرژی زیستی و سوخت زیستی طراحی شده است.

Photosynthesis in silico: Understanding Complexity from Molecules to Ecosystems is a unique book that aims to show an integrated approach to the understanding of photosynthesis processes. In this volume - using mathematical modeling - processes are described from the biophysics of the interaction of light with pigment systems to the mutual interaction of individual plants and other organisms in canopies and large ecosystems, up to the global ecosystem issues. Chapters are written by 44 international authorities from 15 countries. Mathematics is a powerful tool for quantitative analysis. Properly programmed, contemporary computers are able to mimic complicated processes in living cells, leaves, canopies and ecosystems. These simulations - mathematical models - help us predict the photosynthetic responses of modeled systems under various combinations of environmental conditions, potentially occurring in nature, e.g., the responses of plant canopies to globally increasing temperature and atmospheric CO₂ concentration. Tremendous analytical power is needed to understand nature's infinite complexity at every level. This book is not a list of equations and computer programs, but the emphasis is on analytical ideas facilitating the understanding of complex interactions governing the photosynthetic process on every level and between different levels of hierarchy. The book provides the necessary background on photosynthesis and demonstrates the benefits of the computer-aided quantitative analysis of its reactions; it is designed for graduate students and researchers in plant physiology, functional plant biology, plant biochemistry, systems biology, biophysics, bio-energy and bio-fuel.