Las plantas siempre han atraído el interés humano como estructuras en evolución, los estudios de Leonardo da Vinci sobre los árboles son un ejemplo temprano. Hoy en día, no solo la curiosidad intelectual, sino también las crecientes presiones sobre el manejo de la vegetación (por ejemplo, la seguridad alimentaria, la conservación de la biodiversidad y el control de los ciclos globales de gases de efecto invernadero) requieren la integración de todos los aspectos de las plantas en los modelos.
Leonardo consideraba que los árboles se bifurcan como sistemas fluviales. Obviamente tenía una idea sobre la compatibilidad y la unidad de las características funcionales y estructurales de los árboles. Desde su época, la morfología vegetal, la anatomía, la fisiología y, desde finales del siglo XIX, la ecología vegetal se han desarrollado como ramas independientes de la ciencia vegetal. Desde mediados del siglo XX ha surgido una fisiología vegetal completa que trata de captar una planta como una entidad integrada. La evolución del enfoque de sistemas y las técnicas de simulación por computadora han facilitado este desarrollo.
Un ejemplo de los avances logrados en la década de 1960 es el libro “Predicción y medición de la productividad fotosintética” (Centro de Publicaciones y Documentación Agrícolas, Wageningen, 1970). Se ocupa tanto de los aspectos funcionales como estructurales del desarrollo de las plantas y las comunidades vegetales. Los modelos de simulación que surgieron de esta tradición se han denominado modelos basados en procesos. Por lo general, consideran procesos fisiológicos y dan una descripción detallada del metabolismo y el crecimiento de las plantas en términos de variables de masa. La estructura arquitectónica de las plantas generalmente se ha descrito de una manera menos detallada y de una manera específica del modelo.
Más desarrollos, el Sistemas Lindenmayer como el ejemplo más destacado, han dado lugar a la posibilidad de tratar la parte estructural del desarrollo de la planta de una manera sistemática y concisa. A fines de la década de 1980, comenzó a desarrollarse un nuevo paradigma de modelado de plantas que intenta describir explícitamente el desarrollo estructural de las plantas. Aumenta las capacidades para estudiar la interacción de la estructura y la fisiología de las plantas. Permite abordar el problema del desarrollo de las plantas como una interacción compleja del medio ambiente, la fisiología y los procesos de desarrollo a diferentes escalas espaciales y temporales.
En 1996, algunos grupos de modelado se reunieron en Finlandia para discutir los avances en los modelos de plantas integradoras.. Desde este pequeño comienzo las reuniones del Modelo Estructural Funcional de Planta (FSPM) se han ampliado para cubrir una gran diversidad de modelos integradores de plantas, combinando arquitectura vegetal, genética molecular, fisiología vegetal e influencias ambientales con informática y matemáticas. La próxima reunión se llevará a cabo 9-14 de junio de 2013 de nuevo en Finlandia (Saariselkä, Laponia finlandesa).
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Una de las publicaciones más recientes en el Annals of Botany is Contribuciones de la capacidad fotosintética de la hoja, el ángulo de la hoja y el autosombreado a la maximización de la fotosíntesis neta en Acer saccharum: una evaluación de modelado de Posada et al. Necesitará una suscripción para leer esta última investigación. Nuestro número especial específicamente sobre Modelado Funcional-Estructural de Plantas también es suscripción solo hasta noviembre. Un par de documentos de la edición tienen acceso libre, incluyendo este sobre la ciencia detrás de la aplicación para iPad TreeSketch (TreeSketch es gratis en iTunes). Sin embargo, el año pasado número especial sobre modelado del crecimiento vegetal, que tiene algunos artículos relevantes, ha estado disponible recientemente con acceso gratuito.
