प्लान्टहरू छन् बहुसंख्यक उपनिवेश पृथ्वीको सतह को। त्यसोभए तिनीहरूको सफलताको कुञ्जी के हो?
मानिसहरू प्राय: बोटबिरुवालाई सरल, अर्थहीन जीवन रूपहरूका रूपमा सोच्छन्। तिनीहरू एक ठाउँमा जरा बस्न सक्छन्, तर वैज्ञानिकहरूले जति धेरै बिरुवाहरू बारे जान्छन्, अधिक जटिल र उत्तरदायी हामी महसुस गर्छौं कि तिनीहरू छन्। तिनीहरू स्थानीय परिस्थितिमा अनुकूलन गर्न उत्कृष्ट छन्। बिरुवाहरू विशेषज्ञहरू हुन्, तिनीहरूले अंकुरण हुने ठाउँको नजिकको कुराहरू बनाउँछन्।
बिरुवाको जीवनको जटिलताहरूको बारेमा सिक्नु मानिसहरूमा प्रेरणादायी आश्चर्य भन्दा बढी हो। बिरुवाहरू अध्ययन गर्नु पनि सुनिश्चित गर्ने बारे हो हामी अझै पनि बाली उब्जाउन सक्छौं भविष्यमा जलवायु परिवर्तनले हाम्रो मौसमलाई चरम बनाउँछ।
वातावरणीय संकेतहरूले बिरुवाहरूको वृद्धि र विकासलाई आकार दिन्छ। उदाहरणका लागि, धेरै बिरुवाहरू प्रयोग गर्छन् दिनको लम्बाइ संकेतको रूपमा फूल फुल्न ट्रिगर गर्न। लुकेका आधा बिरुवाहरू, जराहरूले पनि तिनीहरूको आकार पानी र पोषक तत्वहरूको लागि चाराको लागि अनुकूलित छ भनी सुनिश्चित गर्न तिनीहरूको वरपरका संकेतहरू प्रयोग गर्छन्।
जराहरूले आफ्नो बिरुवालाई तिनीहरूको आकार अनुकूल गरेर खडेरी जस्ता तनावहरूबाट जोगाउँछन् (शाखाहरू बढाउनका लागि। सतह क्षेत्र, उदाहरणका लागि) थप पानी खोज्न। तर भर्खरै सम्म, हामीले वरपरको माटोमा पानी उपलब्ध छ कि छैन भनेर जराले कसरी बुझ्छ भनेर बुझेका छैनौं।
पानी पृथ्वीमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण अणु हो। धेरै वा धेरै थोरैले इकोसिस्टमलाई नष्ट गर्न सक्छ। जलवायु परिवर्तनको विनाशकारी प्रभाव (हालै युरोप र पूर्वी अफ्रिकामा देखिएको छ) बनिरहेको छ बाढी र खडेरी दुवै बढी सामान्य छन्। देखि मौसम परिवर्तन is वर्षा ढाँचा बनाउँदै बढ्दो अनियमित, बिरुवाहरूले कसरी प्रतिक्रिया दिन्छन् भनेर सिक्दै पानीको अभाव बालीहरूलाई थप लचिलो बनाउनको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
हाम्रो बिरुवा र माटो वैज्ञानिक र गणितज्ञहरूको टोली भर्खरै पत्ता लाग्यो कसरी बिरुवाको जरा अधिकतम पानी अपटेक गर्न तिनीहरूको आकार अनुकूलन गर्नुहोस्। जराहरू सामान्यतया तेर्सो रूपमा शाखाहरू हुन्छन्। तर तिनीहरूले पानीसँग सम्पर्क गुमाउँदा (जस्तै माटोमा हावाले भरिएको खाडलबाट बढ्दै) हाँगाहरू बन्द गर्छन् र ओसिलो माटोसँग पुन: जडान भएपछि जराहरू मात्र शाखाहरू पुन: सुरु गर्छन्।
हाम्रो टोलीले पत्ता लगायो कि बोटबिरुवाले एउटा प्रणाली प्रयोग गर्दछ हाइड्रोसिग्नलिंग प्रबन्ध गर्न को लागी प्रतिक्रिया मा जरा शाखा पानी उपलब्धता माटोमा।
हाइड्रोसिग्नलिंग भनेको बोटबिरुवाले पानी कहाँ छ भन्ने बुझाउने तरिका हो, ओसिलो स्तर सीधै मापन गरेर होइन तर बिरुवाहरू भित्र पानीसँग सर्ने अन्य घुलनशील अणुहरू सेन्सर गरेर। यो मात्र सम्भव छ किनभने (विपरित पशु कोषहरू) बिरुवाका कोशिकाहरू एकअर्कासँग जोडिएका हुन्छन् सानो छिद्र द्वारा.
यी छिद्रहरूले पानी र साना घुलनशील अणुहरू (हर्मोनहरू सहित) बीचमा सँगै जान सक्षम बनाउँछन्। मूल कोशिकाहरू र तन्तुहरू। जब पानी बिरुवाको जराले लिन्छ, यो बाहिरी एपिडर्मल कोशिकाहरू मार्फत यात्रा गर्दछ।
बाहिरी जरा कोशिकाहरूमा पनि a हुन्छ अक्सिन भनिने हर्मोन जसले शाखालाई बढावा दिन्छ। पानीको ग्रहणले भित्री जराको तन्तुहरूमा अक्सिनलाई भित्र तिर गतिशील बनाएर शाखाहरूलाई ट्रिगर गर्दछ। जब पानी अब बाहिरी रूपमा उपलब्ध छैन, भन्नुहोस् जब एक हावा भरिएको खाडलबाट जरा बढ्छ, जराको टुप्पो अझै बढ्नको लागि पानी चाहिन्छ।
त्यसकारण जब जराले माटोबाट पानी लिन सक्दैनन् भने तिनीहरूले जरा भित्र गहिरो आफ्नै नसाबाट पानीमा भर पर्नु पर्छ। यसले पानीको आन्दोलनको दिशा परिवर्तन गर्छ, यसलाई अब बाहिर तर्फ सर्छ, जसले शाखा हर्मोन अक्सिनको प्रवाहमा बाधा पुर्याउँछ।
बिरुवाले पनि एक बनाउँछ एबीए भनिने एन्टी-ब्रान्चिङ हार्मोन यसको जरा नसामा। ABA पानीको प्रवाहसँगै अक्सिनको विपरित दिशामा पनि सर्छ। त्यसकारण जब बिरुवाको नसाबाट जराले पानी तल झर्छ, तब जराले पनि एन्टी-ब्रान्चिङ हर्मोनलाई आफूतर्फ तान्छन्।
ABA ले जरा कोशिकाहरूलाई जोड्ने सबै साना छिद्रहरू बन्द गरेर रूट शाखाहरू बन्द गर्छ - जहाजमा ब्लास्ट ढोका जस्तै। यसले जरा कोशिकाहरूलाई एकअर्काबाट बन्द गर्छ र अक्सिनलाई पानीसँग स्वतन्त्र रूपमा घुम्न रोक्छ, जराको शाखाहरूलाई रोक्छ। यो सरल प्रणालीले बिरुवाको जरालाई स्थानीय पानीको अवस्था अनुसार आफ्नो आकार मिलाउन अनुमति दिन्छ। यो हो xerobranching भनिन्छ (उच्चारण zerobranching)।
हाम्रो अध्ययनले यो पनि पत्ता लगायो कि बिरुवाको जराले यसको अंकुरको रूपमा पानीको कमी कम गर्न समान प्रणाली प्रयोग गर्दछ। पातहरूले पानी हानि रोक्छ खडेरी अवस्थाहरूमा तिनीहरूको सतहहरूमा स्टोमाटा भनिने माइक्रो-छिद्रहरू बन्द गरेर। एबीए हर्मोनले पनि स्टोमाटा बन्द गराउने काम गर्छ। त्यसैगरी जरामा ABA कम हुन्छ पानी हानि प्लाज्मोडेस्माटा भनिने नानो-छिद्रहरू बन्द गरेर जसले प्रत्येक मूल कोषलाई एकसाथ जोड्दछ।
टमाटर, थाले क्रेस, मकै, गहुँ र जौका जराहरूले विभिन्न माटो र हावापानीमा विकसित भए तापनि यसरी नमीलाई प्रतिक्रिया दिन्छन्। उदाहरण को लागी, टमाटरको उत्पत्ति दक्षिण अमेरिकी मरुभूमिमा भएको हो, जबकि थाले क्रेस मध्य एशियाई समशीतोष्ण क्षेत्रहरु बाट आउँछ। यसले सुझाव दिन्छ कि जेरोब्रान्चिङ फूल फुल्ने बिरुवाहरूमा एक सामान्य विशेषता हो, जुन फर्न जस्ता गैर-फूल बिरुवाहरू भन्दा 200 मिलियन वर्ष भन्दा बढी पुरानो हुन्छ।
फर्नबाट जराहरू, प्रारम्भिक विकसित भूमि बोट प्रजाति, यस तरिकाले पानीलाई प्रतिक्रिया गर्दैन। तिनीहरूको जरा अधिक समान रूपमा बढ्छ। यसले सुझाव दिन्छ कि फूलका प्रजातिहरू अनुकूलनमा राम्रो छन् पानी फर्न जस्ता पहिलेको भूमि बिरुवाहरू भन्दा तनाव।
फूल फुल्ने बिरुवाहरूले गैर-फूल प्रजातिहरूको तुलनामा इकोसिस्टम र वातावरणको फराकिलो दायरालाई उपनिवेश गर्न सक्छ। विश्वभर वर्षाको ढाँचामा भएको तीव्र परिवर्तनलाई ध्यानमा राख्दै, क्षमता बोट माटोको ओसिलो अवस्थाको विस्तृत दायरा बुझ्न र अनुकूलन गर्न अहिले पहिले भन्दा धेरै महत्त्वपूर्ण छ।