تینا مزدکی_تحقیقات جدید نشان داده است که وقتی برگهای گیاهان بهصورت فیزیکی با یکدیگر تماس پیدا میکنند، به نظر میرسد یک شبکه سیگنالدهی بیولوژیکی برای هشدار دادن به یکدیگر در مورد استرسهای پیش رو تشکیل میدهند. این پدیده میتواند تابآوری آنها را در برابر نور شدید، که یک چالش محیطی رایج است، تقویت کند.
در این پژوهش جدید، «تابآوری» به توانایی گیاه برای تحمل نور بیش از حد، بدون آسیب دیدن جدی (مانند ضایعات برگی) اشاره دارد. محققان این آسیب را با اندازهگیری میزان نشت یون از برگ ارزیابی کردند. یک گیاه مقاومتر، نشت یون کمتری در واکنش به نور اضافی خواهد داشت، در حالی که گیاه حساستر، نشت یون بیشتری نشان میدهد.
ران میتلر، گیاهشناس دانشگاه میزوری در کلمبیا، گفت: «ما با مقایسه گروههایی از گیاهان که با هم در تماس بودند و گروههایی که با هم تماس نداشتند، ثابت کردیم که اگر گیاهان یکدیگر را لمس کنند، در برابر استرس نوری مقاومتر هستند.»
در یک پژوهش در سال ۲۰۲۲، محققان نشان دادند گیاهانی که تماس فیزیکی دارند میتوانند سیگنالهای الکتریکی را منتقل کنند. میتلر میگوید آنها این کار را ادامه دادند تا بررسی کنند که آیا خودِ “لمس” باعث افزایش تحمل گیاهان در برابر استرس میشود یا خیر. تیم تحقیق از گیاهی کوچک و علفمانند به نام Arabidopsis thaliana (گوشموشک) استفاده کردند. آنها این گیاهان را به گونهای آرایش دادند که یک گروه تماس برگبهبرگ داشته باشند و گروه دیگر فاقد این تماس باشند.
پس از برقراری این اتصال فیزیکی، محققان با قرار دادن گیاهان در معرض نور درخشان و شدید (مشابه نور تند خورشید)، مقاومت آنها را آزمایش کردند. سپس آسیبها را با اندازهگیری نشت یون از بافتهای آسیبدیده و تجمع رنگدانهای به نام «آنتوسیانین» بررسی کردند. تجمع آنتوسیانین در گیاهان نشاندهنده استرس است.
نتایج نشان داد که وقتی گیاهان بهصورت فیزیکی یکدیگر را لمس میکردند، میزان آسیب برگی و تجمع آنتوسیانین کمتر بود. در مقابل، گیاهانی که بهتنهایی رشد کرده بودند، سطوح قابلتوجهی بالاتر از آنتوسیانین داشتند. میتلر به ما گفت که اگر یک گیاه را تحریک یا دچار استرس کنید، این گیاه سیگنالی را به تمام گیاهان دیگری که با آنها در تماس است ارسال میکند و همهی آنها مقاومتر میشوند.
برای درک بهتر مکانیسم این پدیده، تیم تحقیق از گیاهان اصلاحژنتیکی شدهای استفاده کردند که قادر به انتقال سیگنالهای شیمیایی نبودند. چیدمان آزمایش شامل زنجیرهای از سه گیاه بود: یک فرستنده، یک میانجی در وسط و یک گیرنده. با جایگزینی گیاه میانجی با نمونههای جهشیافته، گیاهان گیرنده نتوانستند در برابر استرس محافظت شوند. این آزمایش همچنین نشان داد که ترشح «پراکسید هیدروژن» برای تقویت تابآوری حیاتی است.
این پژوهش جنبه همکاری در زندگی گیاهان را برجسته میکند. بهطور معمول، گیاهان برای فضا، نور و مواد مغذی با هم رقابت میکنند. اما میتلر این پدیده را یک تعادل تکاملی میبیند. او میگوید: «اگر در شرایط سخت رشد میکنید، بهتر است در یک گروه باشید. اما اگر در شرایط ایدهآل و بدون شکارچی و استرسزا رشد میکنید، بهتر است بهصورت انفرادی زندگی کنید.»
پیوش جین، زیستشناس گیاهی در دانشگاه کرنل که در این پژوهش مشارکت داشت، میگوید: «نویسندگان این مقاله یک طراحی آزمایشی هوشمندانه برای درک بهتر مسیرهای ناشناخته ارتباطات گیاه با گیاه در سطح زمین پیشنهاد کردهاند. این طراحی به یک پرسش دیرینه پاسخ میدهد: اینکه آیا سیگنالدهی شیمیایی و الکتریکی مسئول افزایش مقاومت در برابر استرس نوری شدید هستند یا خیر.»
منبع: newatlas
۲۲۷۳۲۳
