Bitkilər var böyük əksəriyyətini müstəmləkə etdi Yer səthinin. Bəs onların uğurunun açarı nədir?
İnsanlar çox vaxt bitkiləri sadə, mənasız həyat formaları hesab edirlər. Onlar bir yerdə kök salıb yaşaya bilərlər, lakin elm adamları bitkilər haqqında nə qədər çox öyrənirlər daha mürəkkəb və həssasdır olduqlarını anlayırıq. Yerli şəraitə mükəmməl uyğunlaşırlar. Bitkilər cücərdikləri yerə yaxın olanlardan maksimum istifadə edən mütəxəssislərdir.
Bitki həyatının incəliklərini öyrənmək insanlarda möcüzə yaratmaqdan daha çox şeydir. Bitkiləri öyrənmək həm də əmin olmaqdır hələ də məhsul yetişdirə bilərik gələcəkdə iqlim dəyişikliyi havamızı getdikcə ekstremal edir.
Ətraf mühit siqnalları bitkilərin böyüməsini və inkişafını formalaşdırır. Məsələn, bir çox bitki istifadə edir günün uzunluğu işarə kimi çiçəklənməyə başlamaq üçün. Bitkilərin gizli yarısı, kökləri də formalarının su və qida maddələrini əldə etmək üçün optimallaşdırılmasını təmin etmək üçün ətrafdakı işarələrdən istifadə edir.
Köklər formalarını uyğunlaşdıraraq (şəkillərini artırmaq üçün budaqlanaraq) bitkilərini quraqlıq kimi stresslərdən qoruyur səth sahəsiməsələn) daha çox su tapmaq üçün. Ancaq yaxın vaxtlara qədər biz köklərin ətrafdakı torpaqda suyun olub-olmadığını necə hiss etdiyini başa düşmürdük.
Su Yerdəki ən vacib molekuldur. Çox və ya çox az bir ekosistemi məhv edə bilər. İqlim dəyişikliyinin dağıdıcı təsiri (bu yaxınlarda Avropa və Şərqi Afrikada göründüyü kimi) özünü göstərir həm daşqınlar, həm də quraqlıqlar daha çox rast gəlinir. Çünki iqlim dəyişikliyi is yağış nümunələri yaratmaq getdikcə qeyri-sabitdir, bitkilərin necə reaksiya verdiyini öyrənir su qıtlığı bitkilərin daha davamlı olması üçün çox vacibdir.
Bitki və torpaqşünaslar və riyaziyyatçılardan ibarət komandamız yaxınlarda kəşf edildi necə bitki kökləri su qəbulunu maksimum dərəcədə artırmaq üçün formalarını uyğunlaşdırın. Köklər adətən üfüqi şəkildə budaqlanır. Lakin onlar su ilə əlaqəni itirdikdə (məsələn, torpaqda hava ilə doldurulmuş boşluqda böyümək) budaqlanmağa fasilə verirlər və köklər yalnız nəm torpaqla yenidən əlaqə qurduqdan sonra budaqlanmağa davam edirlər.
Komandamız bitkilərin adlı bir sistemdən istifadə etdiyini təsbit etdi hidrosiqnalizasiya cavab olaraq köklərin budaqlandığı yerləri idarə etmək suyun mövcudluğu torpaqda.
Hidrosiqnallaşdırma, bitkilərin suyun harada olduğunu hiss etmə üsuludur, nəm səviyyələrini birbaşa ölçməklə deyil, bitkilərin içərisində su ilə hərəkət edən digər həll olunan molekulları hiss etməklə. Bu, yalnız ona görə mümkündür (fərqli olaraq heyvan hüceyrələri) bitki hüceyrələri bir-birinə bağlıdır kiçik məsamələrlə.
Bu məsamələr su və kiçik həll olunan molekulların (hormonlar daxil olmaqla) birlikdə hərəkət etməsinə şərait yaradır kök hüceyrələr və toxumalar. Su bitki kökü tərəfindən qəbul edildikdə, ən kənar epidermal hüceyrələrdən keçir.
Xarici kök hüceyrələrində də a Budaqlanmağa kömək edən hormona auxin deyilir. Suyun qəbulu auksinin daxili kök toxumalarına hərəkət edərək budaqlanmasını tetikler. Su artıq xaricdə mövcud olmadıqda, deyək ki, kök hava ilə dolu boşluqdan böyüdükdə, kök ucunun böyüməsi üçün hələ də suya ehtiyacı var.
Beləliklə, köklər torpaqdan su ala bilmədikdə, kökün dərinliklərində öz damarlarından gələn suya güvənməlidirlər. Bu, suyun hərəkət istiqamətini dəyişdirərək, indi onu xaricə doğru hərəkətə gətirir, bu da budaqlanan auxin hormonunun axını pozur.
Zavod da bir edir ABA adlı budaqlanma əleyhinə hormon onun kök damarlarında. ABA da su axını ilə auxinə əks istiqamətdə hərəkət edir. Beləliklə, köklər bitkilərin damarlarından suyu çəkərkən, köklər də budaqlanma əleyhinə hormonu özlərinə doğru çəkirlər.
ABA kök hüceyrələrini birləşdirən bütün kiçik məsamələri bağlayaraq kök budaqlanmasını dayandırır - bir az gəmidəki partlayış qapıları kimi. Bu, kök hüceyrələrini bir-birindən ayırır və auksinin su ilə sərbəst hərəkətini dayandıraraq, kök budaqlarının qarşısını alır. Bu sadə sistem bitki köklərinə öz formalarını yerli su şəraitinə uyğunlaşdırmağa imkan verir. bu xerobranching adlanır (tələffüz sıfır budaqlanma).
Tədqiqatımız həmçinin müəyyən etdi ki, bir bitkinin kökləri tumurcuqları kimi su itkisini azaltmaq üçün oxşar sistemdən istifadə edir. Yarpaqlar su itkisini dayandırır quraqlıq şəraitində səthlərində stomata adlanan mikro məsamələri bağlayaraq. Stomatanın bağlanması da ABA hormonu tərəfindən tetiklenir. Eynilə, köklərdə ABA azalır su itkisi hər bir kök hüceyrəsini bir-birinə bağlayan plasmodesmata adlı nano-məsamələri bağlayaraq.
Pomidor, qarğıdalı, buğda və arpa kökləri müxtəlif torpaq və iqlimlərdə inkişaf etmələrinə baxmayaraq, nəmə bu şəkildə cavab verir. Misal üçün, pomidor Cənubi Amerika səhrasında yaranmışdır, Halbuki thale cress Orta Asiyanın mülayim bölgələrindən gəlir. Bu, xerobranchingin ferns kimi çiçəksiz bitkilərdən 200 milyon ildən çox gənc olan çiçəkli bitkilərdə ümumi xüsusiyyət olduğunu göstərir.
Erkən inkişaf edən quru bitki növü olan qıjıların kökləri suya bu şəkildə reaksiya vermir. Onların kökləri daha vahid böyüyür. Bu, çiçəklənən növlərin daha yaxşı uyğunlaşdığını göstərir su ferns kimi əvvəlki quru bitkilərə nisbətən stress.
Çiçəkli bitkilər çiçəklənməyən növlərə nisbətən daha geniş ekosistem və mühitləri koloniyalaşdıra bilər. Dünyanın hər yerində yağış rejimlərindəki sürətli dəyişiklikləri nəzərə alaraq, qabiliyyəti bitkilər torpaq rütubətinin geniş spektrini hiss etmək və uyğunlaşmaq indi həmişəkindən daha vacibdir.