தாவரங்கள் உள்ளன பெரும்பான்மையினரை காலனித்துவப்படுத்தியது பூமியின் மேற்பரப்பில். அப்படியானால் அவர்களின் வெற்றிக்கான திறவுகோல் என்ன?
மக்கள் பெரும்பாலும் தாவரங்களை எளிமையான, புத்தியில்லாத வாழ்க்கை வடிவங்களாக நினைக்கிறார்கள். அவர்கள் ஒரே இடத்தில் வேரூன்றி வாழலாம், ஆனால் விஞ்ஞானிகள் தாவரங்களைப் பற்றி அதிகம் கற்றுக்கொள்கிறார்கள். மிகவும் சிக்கலான மற்றும் பதிலளிக்கக்கூடியது அவர்கள் என்பதை நாங்கள் உணர்கிறோம். அவர்கள் உள்ளூர் நிலைமைகளுக்கு ஏற்ப சிறந்தவர்கள். தாவரங்கள் நிபுணத்துவம் வாய்ந்தவை, அவை முளைக்கும் இடத்திற்கு அருகில் இருப்பதைப் பயன்படுத்துகின்றன.
தாவர வாழ்க்கையின் நுணுக்கங்களைப் பற்றி அறிந்துகொள்வது, மக்களிடையே ஆச்சரியத்தை ஏற்படுத்துவதை விட அதிகம். தாவரங்களைப் படிப்பதும் உறுதி செய்வதுதான் நாம் இன்னும் பயிர்களை வளர்க்க முடியும் எதிர்காலத்தில் காலநிலை மாற்றம் நமது வானிலையை தீவிரமாக்குகிறது.
சுற்றுச்சூழல் சமிக்ஞைகள் தாவரங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியை வடிவமைக்கின்றன. உதாரணமாக, பல தாவரங்கள் பயன்படுத்துகின்றன குறியாக நாள் நீளம் பூப்பதைத் தூண்டுவதற்கு. தாவரங்களின் மறைக்கப்பட்ட பாதி, வேர்கள், அவற்றின் வடிவம் நீர் மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்களுக்கு உகந்ததாக இருப்பதை உறுதிசெய்ய, அவற்றின் சுற்றுப்புறத்திலிருந்து அறிகுறிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
வேர்கள் அவற்றின் வடிவத்தை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் வறட்சி போன்ற அழுத்தங்களிலிருந்து தங்கள் தாவரங்களை பாதுகாக்கின்றன (அவைகளை அதிகரிக்க கிளைகள் மேற்பரப்பு, எடுத்துக்காட்டாக) அதிக தண்ணீர் கண்டுபிடிக்க. ஆனால் சமீப காலம் வரை, சுற்றியுள்ள மண்ணில் தண்ணீர் இருக்கிறதா என்பதை வேர்கள் எப்படி உணருகின்றன என்பதை நாம் புரிந்து கொள்ளவில்லை.
பூமியின் மிக முக்கியமான மூலக்கூறு நீர். மிக அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ ஒரு சுற்றுச்சூழல் அமைப்பை அழிக்கலாம். காலநிலை மாற்றத்தின் பேரழிவு தாக்கம் (சமீபத்தில் ஐரோப்பா மற்றும் கிழக்கு ஆபிரிக்காவில் காணப்பட்டது). வெள்ளம் மற்றும் வறட்சி இரண்டும் மிகவும் பொதுவானவை. என்பதால் பருவநிலை மாற்றம் is மழைப்பொழிவு வடிவங்களை உருவாக்குகிறது பெருகிய முறையில் ஒழுங்கற்றது, தாவரங்கள் எவ்வாறு பதிலளிக்கின்றன என்பதைக் கற்றுக்கொள்வது நீர் பற்றாக்குறை பயிர்களை அதிக மீள்தன்மையடையச் செய்வதற்கு இன்றியமையாதது.
தாவர மற்றும் மண் விஞ்ஞானிகள் மற்றும் கணிதவியலாளர்களின் எங்கள் குழு சமீபத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது எப்படி தாவர வேர்கள் நீர் உறிஞ்சுதலை அதிகரிக்க அவற்றின் வடிவத்தை மாற்றியமைக்கிறது. வேர்கள் பொதுவாக கிடைமட்டமாக கிளைக்கும். ஆனால் அவை தண்ணீருடனான தொடர்பை இழக்கும் போது (மண்ணில் காற்று நிரப்பப்பட்ட இடைவெளியில் வளரும்) கிளைகளை இடைநிறுத்துகின்றன மற்றும் ஈரமான மண்ணுடன் மீண்டும் இணைந்தவுடன் மட்டுமே வேர்கள் கிளைகளை மீண்டும் தொடங்கும்.
தாவரங்கள் எனப்படும் அமைப்பைப் பயன்படுத்துவதை எங்கள் குழு கண்டறிந்தது ஹைட்ரோசிக்னலிங் வேர்கள் எங்கு கிளைகின்றன என்பதை நிர்வகிக்க நீர் கிடைக்கும் தன்மை மண்ணில்.
ஹைட்ரோசிக்னலிங் என்பது நீர் எங்கே இருக்கிறது என்பதை தாவரங்கள் உணரும் விதம், ஈரப்பதத்தின் அளவை நேரடியாக அளப்பதன் மூலம் அல்ல, ஆனால் தாவரங்களுக்குள் உள்ள தண்ணீருடன் நகரும் மற்ற கரையக்கூடிய மூலக்கூறுகளை உணர்வதன் மூலம். இது சாத்தியம் ஏனெனில் (போலல்லாமல் விலங்கு செல்கள்) தாவர செல்கள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளன சிறிய துளைகள் மூலம்.
இந்த துளைகள் நீர் மற்றும் சிறிய கரையக்கூடிய மூலக்கூறுகள் (ஹார்மோன்கள் உட்பட) இடையே ஒன்றாக செல்ல உதவுகிறது ரூட் செல்கள் மற்றும் திசுக்கள். தாவர வேர் மூலம் தண்ணீரை எடுத்துக் கொள்ளும்போது, அது வெளிப்புற மேல்தோல் செல்கள் வழியாக பயணிக்கிறது.
வெளிப்புற ரூட் செல்கள் அ ஆக்சின் எனப்படும் கிளைகளை ஊக்குவிக்கும் ஹார்மோன். உள் வேர் திசுக்களுக்கு உள்நோக்கி ஆக்சின் அணிதிரட்டுவதன் மூலம் நீர் உறிஞ்சுதல் கிளைகளைத் தூண்டுகிறது. வெளியில் தண்ணீர் கிடைக்காதபோது, காற்று நிரப்பப்பட்ட இடைவெளியில் வேர் வளரும்போது, வேர் நுனியில் வளர இன்னும் தண்ணீர் தேவை என்று சொல்லுங்கள்.
எனவே, வேர்கள் மண்ணிலிருந்து தண்ணீரை எடுக்க முடியாதபோது, அவை வேரின் ஆழத்தில் உள்ள தங்கள் சொந்த நரம்புகளிலிருந்து தண்ணீரை நம்பியிருக்க வேண்டும். இது நீர் இயக்கத்தின் திசையை மாற்றுகிறது, இது இப்போது வெளிப்புறமாக நகர்கிறது, இது கிளை ஹார்மோன் ஆக்ஸின் ஓட்டத்தை சீர்குலைக்கிறது.
ஆலை ஒரு செய்கிறது ஏபிஏ எனப்படும் கிளை எதிர்ப்பு ஹார்மோன் அதன் வேர் நரம்புகளில். ABA நீரின் ஓட்டத்துடன், ஆக்சினுக்கு எதிர் திசையில் நகரும். எனவே வேர்கள் தாவரங்களின் நரம்புகளிலிருந்து தண்ணீரை உறிஞ்சும் போது, வேர்கள் கிளை எதிர்ப்பு ஹார்மோனையும் தங்களை நோக்கி இழுக்கின்றன.
ஏபிஏ ரூட் செல்களை இணைக்கும் அனைத்து சிறிய துளைகளையும் மூடுவதன் மூலம் வேர் கிளைகளை நிறுத்துகிறது - ஒரு கப்பலில் வெடிக்கும் கதவுகள் போன்றவை. இது வேர் செல்களை ஒன்றோடொன்று மூடுகிறது மற்றும் ஆக்சின் தண்ணீருடன் சுதந்திரமாக நகர்வதை நிறுத்துகிறது, வேர் கிளைகளைத் தடுக்கிறது. இந்த எளிய அமைப்பு தாவர வேர்களை உள்ளூர் நீர் நிலைகளுக்கு அவற்றின் வடிவத்தை நன்றாக மாற்ற அனுமதிக்கிறது. அதன் xerobranching என்று அழைக்கப்படுகிறது (உச்சரிக்கப்படுகிறது zerobranching).
ஒரு தாவரத்தின் வேர்கள் அதன் தளிர்கள் போன்ற நீர் இழப்பைக் குறைக்க இதேபோன்ற அமைப்பைப் பயன்படுத்துகின்றன என்பதையும் எங்கள் ஆய்வு கண்டறிந்துள்ளது. இலைகள் நீர் இழப்பை தடுக்கின்றன வறட்சியின் போது அவற்றின் மேற்பரப்பில் ஸ்டோமாட்டா எனப்படும் நுண் துளைகளை மூடுவதன் மூலம். ஸ்டோமாட்டா மூடல் ஏபிஏ ஹார்மோனால் தூண்டப்படுகிறது. இதேபோல், வேர்களில் ஏபிஏ குறைகிறது நீர் இழப்பு ஒவ்வொரு ரூட் செல்லையும் ஒன்றாக இணைக்கும் பிளாஸ்மோடெஸ்மாட்டா எனப்படும் நானோ துளைகளை மூடுவதன் மூலம்.
தக்காளி, தலே கிரெஸ், மக்காச்சோளம், கோதுமை மற்றும் பார்லி ஆகியவற்றிலிருந்து வரும் வேர்கள் அனைத்தும் வெவ்வேறு மண் மற்றும் காலநிலைகளில் உருவாகினாலும், ஈரப்பதத்திற்கு இந்த வழியில் பதிலளிக்கின்றன. உதாரணத்திற்கு, தக்காளி தென் அமெரிக்க பாலைவனத்தில் தோன்றியது, போது thale cress மத்திய ஆசிய மிதமான பகுதிகளில் இருந்து வருகிறது. ஃபெர்ன்கள் போன்ற பூக்காத தாவரங்களை விட 200 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கும் குறைவான வயதுடைய பூக்கும் தாவரங்களில் ஜெரோபிராஞ்சிங் ஒரு பொதுவான பண்பு என்று இது அறிவுறுத்துகிறது.
ஃபெர்ன்களிலிருந்து வேர்கள், ஆரம்பகால வளரும் நில தாவர இனங்கள், இந்த வழியில் தண்ணீருக்கு பதிலளிக்காது. அவற்றின் வேர்கள் ஒரே சீராக வளரும். பூக்கும் இனங்கள் தகவமைத்துக் கொள்வதில் சிறந்தது என்று இது அறிவுறுத்துகிறது நீர் ஃபெர்ன்கள் போன்ற முந்தைய நில தாவரங்களை விட மன அழுத்தம்.
பூக்கும் தாவரங்கள் பூக்காத உயிரினங்களை விட பரந்த அளவிலான சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளையும் சூழல்களையும் காலனித்துவப்படுத்த முடியும். உலகம் முழுவதும் மழைப்பொழிவு முறைகளில் விரைவான மாற்றங்களைக் கருத்தில் கொண்டு, திறன் தாவரங்கள் பரந்த அளவிலான மண்ணின் ஈரப்பதத்தை உணர்ந்து மாற்றியமைப்பது முன்னெப்போதையும் விட இப்போது மிகவும் முக்கியமானது.