گیاهان توسط غبار ظریفی از ترکیبات معلق در هوا احاطه شده اند که از آنها برای برقراری ارتباط و محافظت از خود استفاده می کنند. این عمل برای ما نامحسوس است و ترکیباتی مانند بوها علفخواران گرسنه را دفع می کنند و گیاهان همسایه را از شکارچیان هشدار می دهند. دانشمندان از دهه ۱۹۸۰ درباره دفاع و ارتباطات گیاهی می دانستند و آنها را در بیش از ۸۰ گونه گیاهی شناسایی کرده اند.
اکنون تیمی از محققان ژاپنی از تکنیک های تصویربرداری فوری برای نشان دادن نحوه دریافت و واکنش گیاهان به این آلارم های هوایی استفاده کرده اند. اما یک شکاف بزرگ در درک ما از نحوه ارتباط گیاهان وجود داشت: ما می دانستیم گیاهان چگونه پیام می فرستند، اما نه اینکه چگونه آنها را دریافت می کنند.
فیلمبرداری گفتگوی دو گیاه
در این مطالعه، یوری آراتانی و تاکویا اومورا، زیست شناسان مولکولی در دانشگاه سایتاما در ژاپن، یک میکروسکوپ فلورسانس ساختند تا انتقال ترکیبات ساطع شده از گیاهان آسیب دیده و آلوده به حشرات را به همسایگان خود و آنچه اتفاق افتاد را مشاهده کنند.
کرمهای پیله روی برگهای بریده گوجهفرنگی، دم اسبی و علفهای هرز معمولی قرار گرفتند و محققان پاسخ گیاه دوم سالم و بدون اشکال را به این نشانههای خطر ثبت کردند.
این گیاهان علف های هرز معمولی نبودند. آنها از نظر ژنتیکی اصلاح شده بودند به طوری که سلول های آنها حاوی یک حسگر زیستی بود که با مشاهده هجوم یون های کلسیم سبز می شد. سیگنال دهی کلسیم چیزی است که سلول های انسانی نیز از آن برای برقراری ارتباط استفاده می کنند.
این تیم از روش مشابهی برای اندازهگیری سیگنالهای کلسیم در مطالعهای در سال گذشته بر روی گیاهان گل همیشه بهار فلورسنت استفاده کردند که به سرعت برگهای خود را در پاسخ به لمس برای دفع شکارچیان حرکت میدهند.
این بار، تیم نحوه واکنش گیاهان به دریافت ترکیبات فرار را تجسم کرد که در عرض چند ثانیه پس از زخمی شدن منتشر می شوند.
این ترکیبات در یک بطری پلاستیکی متمرکز شدند و با سرعت ثابتی روی کارخانه دریافت کننده پمپ شدند، که به محققان اجازه داد تا تجزیه و تحلیل کنند که چه ترکیباتی در مخلوط تند وجود دارد.
همانطور که در ویدیوی بالا مشاهده می کنید، گیاهان آسیب دیده پیام های همسایه های مجروح خود را با صدای بلند و واضح دریافت کردند و با موجی از سیگنال های کلسیمی که در برگ های دراز آنها موج می زد پاسخ دادند.
نتایج تحقیق
با تجزیه و تحلیل ترکیبات موجود در هوا، محققان دریافتند که دو ترکیب Z-3-HAL و E-2-HAL سیگنال های کلسیم را در گیاه القا می کنند. آنها همچنین سلول ها را با قرار دادن حسگر در گیاه شناسایی کردند و متوجه شدند که کدام سلول ها ابتدا به سیگنال های خطر واکنش نشان می دهند.
سلولهای نگهبان یا نگهبان سلولهای لوبیاییشکل روی سطوح گیاهی هستند که روزنهها را تشکیل میدهند، منافذ کوچکی که هنگام تنفس گیاهان به اتمسفر باز میشوند. سلول های مزوفیل بافت داخلی برگ ها و سلول های اپیدرمی بیرونی ترین لایه یا پوست برگ های گیاه هستند.
هنگامی که رشادی در معرض Z-3-HAL قرار گرفت، سلول های نگهبان سیگنال های کلسیمی را در عرض یک دقیقه تولید کردند و پس از آن سلول های مزوفیل پیام را دریافت کردند.
ماساتسوگو تویوتا، زیست شناس مولکولی در دانشگاه سایتاما در ژاپن و نویسنده ارشد این مطالعه می گوید:
“ما سرانجام داستان پیچیده ای را کشف کردیم که گیاهان در چه زمانی، کجا و چگونه به پیام های هشدار دهنده همسایگان خود در هوا پاسخ می دهند. این گفتگو و شبکه ارتباطی اثیری که از دید ما پنهان است، نقش اساسی در محافظت از گیاهان همسایه در برابر قریب الوقوع ایفا می کند. تهدیدها
منبع: دیجیاتو
گفتگو در مورد این post