کشف چگونگی ریشه دواندن درختان به دنبال آب

ریشه‌ها با شکل تطبیق، مثلاً برای افزایش سطح به منظور یافتن آب بیشتر، خود را تنش‌هایی مانند خشکی از محافظت می‌کنند. اما تا همین امروز ما نمی‌دانستیم که ریشه‌ها چگونه احساس می‌کنند که آیا آب در خاک اطراف وجود دارد یا خیر که به طرف آن ریشه بدوانند.

پژوهشگران می‌گویند، مطالعه ما را نیز نشان می‌دهد که ریشه‌های یک گیاه از سیستم مشابه برای کاهش اتلاف آب مانند شاخه‌های آن استفاده می‌کنند. برگ‌ها با بستن منافذ ریز به نام روزنه هوایی(stomata) بر روی سطح خود، از کاهش آب در شرایط خشکسالی جلوگیری می‌کنند. بسته شدن روزها نیز توسط برنامه ABA حرکت می‌شود. به طور مشابه، ABA در ساختن نانو منافذی به نام پلاسمودسم(plasmodesmata) که هر سلول را به هم مرتبط می‌کند، از دست رفتن آب را کاهش می‌دهد.

مالکوم بنت علوم گیاهی و پونام مهرا استاد دانشجوی فوق دکترا در علوم زیستی از دانشگاه ناتینگهام به تازگی کشف کرده اند که ریشه‌های گیاهان چگونه شکل خود را برای برداشتن آب تطبیق می‌دهند.

مردم، گیاهان را اشکالی ساده و بی احساس و معنی در زندگی می‌دانند. ممکن است در یک مکان ریشه داشته باشند و ثابت باشند، اما هر چه بیشتر در مورد گیاهان مطالعه می‌شوند، آنها را پیچیده‌تر می‌کنند. در انطباق آنها با شرایط محیطی عالی هستند و می‌گفتند که گیاهان در این امر، متخصصان هستند و از چیزهایی که در نزدیکی محل جوانه‌زنی آنها هستند، نهایت استفاده را می‌برند.

آب مهم‌ترین مولکول روی زمین است. مقدار زیاد یا خیلی کم آن می‌تواند یک اکوسیستم را از بین ببرد. تأثیر مخرب تغییرات آب و هوایی که بیشتر در اروپا و شرق آفریقا دیده شده است، سیل و خشکسالی را بیشتر می‌کند. از آنجایی که آب و الگوهای هوایی را تغییر می‌دهد، به گونه‌ای است که فزاینده‌ای نامنظم می‌کند، نشان می‌دهد که گیاهان را به آب تبدیل می‌کند برای بارپذیری بیشتر محصولات، حیاتی است.

پلاسسم‌ها کانال‌های میکروسکوپی هستند که در سلول‌های سلولی سلول‌های گیاهی و برخی جلبک‌ها قرار دارند و باعث ایجاد ارتباط بین سلول‌ها می‌گردند.

یک برنامه با بستن تمام منافذ کوچکی که ریشه‌های سلولی را به هم مرتبط می‌کنند، انشعاب را می‌کند. این کار، سلول‌های ریشه را از جدایی می‌کند و مانع حرکت آزادانه اکسین با آب می‌شود و انشعاب ریشه را می‌کند. این سیستم ساده به ریشه‌های گیاه اجازه می‌دهد تا شکل خود را با شرایط آب محلی تنظیم کند که به آن زیروبرنچینگ(xerobranching) می‌گویند.

ریشه دواندن

گیاهان گلدار می‌توانند وسیع‌تری از اکوسیستم‌ها و محیط‌ها را نسبت به گونه‌های غیر گلدار تصاحب کنند.

ریشه‌های گوجه‌فرنگی، رشادی گوش‌موشی، ذرت، گندم و جو، به تغییرات در خاک‌ها و اقلیم‌های مختلف، به این طریق به واکنش می‌پردازند. به عنوان مثال، گوجه فرنگی از صحراهای آمریکای جنوبی منشاء می‌گیرد، در حالی که رشادی گوش‌موشی از مناطق معتدل آسیای مرکزی می‌آید. این نشان می‌دهد که زیروبرنچینگ یک ویژگی رایج در گیاهان گلدار است که بیش از ۲۰۰ میلیون سال جوان از گیاهان غیرگلدار مانند سرخس هستند.

هیدروسیگنال روشی است که گیاهان با آن مکان در محل آب می‌شوند، نه با اندازه‌گیری سطح خاک به طور مستقیم، بلکه با سنجش سایر مولکول‌های محلول که همراه با آب در حرکت گیاهان می‌شوند. این به این دلیل امکان پذیر است که سلول‌های حیوانی، سلول‌های گیاهی توسط واحدهای کوچکی که تنها مرتبط هستند، باشند. این منافذ آب و مولکولهای محلول کوچک (از جمله مغزها) را قادر می‌سازد تا بین سلول‌ها و بافت‌ها حرکت کنند. بنابراین که آب توسط گیاه جذب می‌شود، از بیرونی‌ترین سلول‌های اپیدرمی عبور می‌کند.

ریشه‌ها معمولاً به صورت افقی منشعب می‌شوند، اما زمانی که تماس خود را با آب از دست می‌دهند (مانند رشد در یک شکاف برای هوا در خاک) انشعاب آنها می‌شوند و ریشه‌ها تنها پس از اتصال به خاک، انشعاب خود را از آن می‌کنند. سر میگیرند.

پژوهشگران می‌گویند، گیاهانی از سیستمی به نام هیدروسیگنالینگ(Hydrosignalling) برای مدیریت محل انشعاب ریشه‌ها در پاسخ به دسترسی به آب در خاک استفاده می‌کنند.

محققان در پایان می‌گویند با توجه به تغییرات الگوی سریع بارندگی در سراسر جهان، وسایلی برای احساس و انطباق با محیطی وسیع از شرایط خاک در حال حاضر بیش از هر زمان دیگری است.

با این حال، در مورد پیچیدگی‌های زندگی گیاهان چیزی بیش از الهام بخشیدن و شگفتی است. مطالعه حصول اطمینان از اینکه هنوز هم می‌توانیم محصولات کشاورزی را بتوانیم در آینده پرورش دهیم، می‌توانیم، به خصوص این تغییرات اقلیمی، آب و هوای ما را تغییر می‌دهند.

به گزارش ایسنا و نقل از کانورسیشن، گیاهان اکثریت قریب به اتفاق سطح زمین را مستعمره کرده اند، اما رمز موفقیت آنها چیست؟

سلول‌های خارجی ریشه‌هایی نیز دارند که ریشه‌های دوانی را تقویت می‌کنند. جذب آب با تحرک اکسین به سمت داخل به بافت‌های داخلی ریشه باعث انشعاب ریشه می‌شود. زمانی که آب در خارج از دسترس نیست، مثلاً وقتی ریشه در شکافی برای هوای رشد می‌کند، نوک هنوز برای رشد به آب دارد.

انتهای پیام