സസ്യങ്ങൾ ഉണ്ട് ബഹുഭൂരിപക്ഷത്തെയും കോളനിയാക്കി ഭൂമിയുടെ ഉപരിതലത്തിൻ്റെ. അപ്പോൾ അവരുടെ വിജയത്തിൻ്റെ താക്കോൽ എന്താണ്?
ആളുകൾ പലപ്പോഴും സസ്യങ്ങളെ ലളിതമായ, വിവേകശൂന്യമായ ജീവിത രൂപങ്ങളായി കരുതുന്നു. അവർ ഒരിടത്ത് വേരൂന്നിയേക്കാം, എന്നാൽ കൂടുതൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ സസ്യങ്ങളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നു, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണവും പ്രതികരിക്കുന്നതും അവരാണെന്ന് ഞങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്നു. പ്രാദേശിക സാഹചര്യങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിൽ അവർ മികച്ചവരാണ്. സസ്യങ്ങൾ സ്പെഷ്യലിസ്റ്റുകളാണ്, അവ മുളയ്ക്കുന്ന സ്ഥലത്തിന് സമീപമുള്ളവ പരമാവധി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു.
സസ്യജീവിതത്തിൻ്റെ സങ്കീർണതകളെക്കുറിച്ച് പഠിക്കുന്നത് ആളുകളിൽ അത്ഭുതം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. സസ്യങ്ങൾ പഠിക്കുന്നത് ഉറപ്പാക്കാൻ കൂടിയാണ് നമുക്ക് ഇനിയും വിളകൾ വളർത്താം ഭാവിയിൽ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം നമ്മുടെ കാലാവസ്ഥയെ കൂടുതൽ തീവ്രമാക്കും.
പാരിസ്ഥിതിക സിഗ്നലുകൾ സസ്യങ്ങളുടെ വളർച്ചയും വികാസവും രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പല സസ്യങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു ക്യൂ ആയി പകൽ ദൈർഘ്യം പൂവിടുമ്പോൾ ട്രിഗർ ചെയ്യാൻ. ചെടികളുടെ മറഞ്ഞിരിക്കുന്ന പകുതി, വേരുകൾ, അവയുടെ ആകൃതി വെള്ളത്തിനും പോഷകങ്ങൾക്കും വേണ്ടി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തിട്ടുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ അവയുടെ ചുറ്റുപാടിൽ നിന്നുള്ള അടയാളങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
വരൾച്ച പോലുള്ള സമ്മർദ്ദങ്ങളിൽ നിന്ന് വേരുകൾ അവയുടെ ആകൃതിയിൽ പൊരുത്തപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട് (അവരുടെ ശാഖകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ശാഖകൾ) സംരക്ഷിക്കുന്നു ഉപരിതല പ്രദേശം, ഉദാഹരണത്തിന്) കൂടുതൽ വെള്ളം കണ്ടെത്താൻ. എന്നാൽ സമീപകാലം വരെ, ചുറ്റുമുള്ള മണ്ണിൽ വെള്ളം ലഭ്യമാണോ എന്ന് വേരുകൾ എങ്ങനെ മനസ്സിലാക്കുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങൾക്ക് മനസ്സിലായില്ല.
ഭൂമിയിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട തന്മാത്രയാണ് ജലം. വളരെയധികം അല്ലെങ്കിൽ വളരെ കുറച്ച് ഒരു ആവാസവ്യവസ്ഥയെ നശിപ്പിക്കും. കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിൻ്റെ വിനാശകരമായ ആഘാതം (യൂറോപ്പിലും കിഴക്കൻ ആഫ്രിക്കയിലും അടുത്തിടെ കണ്ടതുപോലെ) ഉണ്ടാക്കുന്നു വെള്ളപ്പൊക്കവും വരൾച്ചയും കൂടുതൽ സാധാരണമാണ്. മുതലുള്ള കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം is മഴയുടെ പാറ്റേണുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു സസ്യങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നുവെന്ന് പഠിക്കുന്നത് ക്രമാതീതമായി വർദ്ധിക്കുന്നു ജലക്ഷാമം വിളകളെ കൂടുതൽ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതാക്കുന്നതിന് അത് പ്രധാനമാണ്.
സസ്യ-മണ്ണ് ശാസ്ത്രജ്ഞരും ഗണിതശാസ്ത്രജ്ഞരും അടങ്ങുന്ന ഞങ്ങളുടെ ടീം അടുത്തിടെ കണ്ടെത്തി എങ്ങനെ ചെടിയുടെ വേരുകൾ പരമാവധി വെള്ളം വലിച്ചെടുക്കാൻ അവയുടെ ആകൃതി ക്രമീകരിക്കുക. വേരുകൾ സാധാരണയായി തിരശ്ചീനമായി ശാഖ ചെയ്യുന്നു. എന്നാൽ വെള്ളവുമായുള്ള സമ്പർക്കം നഷ്ടപ്പെടുമ്പോൾ (മണ്ണിലെ വായു നിറഞ്ഞ വിടവിലൂടെ വളരുന്നത് പോലെ) അവ ശാഖകൾ താൽക്കാലികമായി നിർത്തുകയും നനഞ്ഞ മണ്ണുമായി വീണ്ടും ബന്ധിപ്പിച്ചാൽ മാത്രമേ വേരുകൾ ശാഖകൾ പുനരാരംഭിക്കുകയുള്ളൂ.
സസ്യങ്ങൾ എന്ന സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കുന്നതായി ഞങ്ങളുടെ സംഘം കണ്ടെത്തി ഹൈഡ്രോസിഗ്നലിംഗ് പ്രതികരണമായി വേരുകൾ എവിടെ ശാഖ ചെയ്യുന്നു എന്ന് നിയന്ത്രിക്കാൻ ജലലഭ്യത മണ്ണിൽ.
ജലം എവിടെയാണെന്ന് സസ്യങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുന്ന രീതിയാണ് ഹൈഡ്രോസിഗ്നലിംഗ്, ഈർപ്പത്തിൻ്റെ അളവ് നേരിട്ട് അളക്കുന്നതിലൂടെയല്ല, മറിച്ച് സസ്യങ്ങൾക്കുള്ളിലെ ജലവുമായി ചലിക്കുന്ന മറ്റ് ലയിക്കുന്ന തന്മാത്രകളെ മനസ്സിലാക്കുന്നതിലൂടെയാണ്. ഇത് സാധ്യമായത് കാരണം (ഇത് പോലെയല്ല മൃഗ കോശങ്ങൾ) സസ്യകോശങ്ങൾ പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു ചെറിയ സുഷിരങ്ങളാൽ.
ഈ സുഷിരങ്ങൾ വെള്ളവും ചെറിയ ലയിക്കുന്ന തന്മാത്രകളും (ഹോർമോണുകൾ ഉൾപ്പെടെ) തമ്മിൽ ഒരുമിച്ച് നീങ്ങാൻ സഹായിക്കുന്നു വേര് കോശങ്ങളും ടിഷ്യുകളും. ചെടിയുടെ വേരിലൂടെ വെള്ളം എടുക്കുമ്പോൾ, അത് ഏറ്റവും പുറത്തെ എപ്പിഡെർമൽ കോശങ്ങളിലൂടെ സഞ്ചരിക്കുന്നു.
പുറമേയുള്ള റൂട്ട് സെല്ലുകളിൽ എ ഓക്സിൻ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ശാഖകളെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്ന ഹോർമോൺ. അകത്തെ റൂട്ട് ടിഷ്യൂകളിലേക്ക് ഓക്സിൻ മൊബിലൈസ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ജലം വലിച്ചെടുക്കൽ ശാഖകളുണ്ടാക്കുന്നു. ബാഹ്യമായി വെള്ളം ലഭ്യമല്ലാത്തപ്പോൾ, വായു നിറഞ്ഞ വിടവിലൂടെ ഒരു റൂട്ട് വളരുമ്പോൾ പറയുക, വേരിൻ്റെ അഗ്രത്തിന് വളരാൻ ഇപ്പോഴും വെള്ളം ആവശ്യമാണ്.
അതിനാൽ വേരുകൾക്ക് മണ്ണിൽ നിന്ന് വെള്ളം എടുക്കാൻ കഴിയാതെ വരുമ്പോൾ വേരിൻ്റെ ആഴത്തിലുള്ള സ്വന്തം സിരകളിൽ നിന്നുള്ള വെള്ളത്തെ ആശ്രയിക്കേണ്ടി വരും. ഇത് ജലചലനത്തിൻ്റെ ദിശ മാറ്റുന്നു, ഇത് ഇപ്പോൾ പുറത്തേക്ക് നീങ്ങുന്നു, ഇത് ബ്രാഞ്ചിംഗ് ഹോർമോണായ ഓക്സിൻ പ്രവാഹത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു.
ചെടിയും ഉണ്ടാക്കുന്നു ABA എന്നറിയപ്പെടുന്ന ആൻ്റി-ബ്രാഞ്ചിംഗ് ഹോർമോൺ അതിൻ്റെ റൂട്ട് സിരകളിൽ. ABA ജലത്തിൻ്റെ ഒഴുക്കിനൊപ്പം, ഓക്സിൻ വിപരീത ദിശയിലും നീങ്ങുന്നു. അതിനാൽ വേരുകൾ ചെടികളുടെ സിരകളിൽ നിന്ന് വെള്ളം വലിച്ചെടുക്കുമ്പോൾ, വേരുകൾ ആൻറി-ബ്രാഞ്ചിംഗ് ഹോർമോണും തങ്ങളിലേക്ക് വലിച്ചെടുക്കുന്നു.
റൂട്ട് സെല്ലുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന എല്ലാ ചെറിയ സുഷിരങ്ങളും അടച്ച് റൂട്ട് ബ്രാഞ്ചിംഗ് ABA നിർത്തുന്നു-ഒരു കപ്പലിലെ സ്ഫോടന വാതിലുകൾ പോലെ. ഇത് റൂട്ട് സെല്ലുകളെ പരസ്പരം അടയ്ക്കുകയും ഓക്സിൻ ജലവുമായി സ്വതന്ത്രമായി നീങ്ങുന്നത് നിർത്തുകയും റൂട്ട് ശാഖകളെ തടയുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ലളിതമായ സംവിധാനം ചെടിയുടെ വേരുകൾക്ക് അവയുടെ ആകൃതി പ്രാദേശിക ജലസാഹചര്യങ്ങളുമായി ക്രമീകരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. അത് xerobranching എന്ന് വിളിക്കുന്നു (സീറോബ്രാഞ്ചിംഗ് എന്ന് ഉച്ചരിക്കുന്നു).
ഒരു ചെടിയുടെ വേരുകൾ അതിൻ്റെ ചിനപ്പുപൊട്ടൽ പോലെ ജലനഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിന് സമാനമായ ഒരു സംവിധാനം ഉപയോഗിക്കുന്നതായും ഞങ്ങളുടെ പഠനം കണ്ടെത്തി. ഇലകൾ ജലനഷ്ടം തടയുന്നു വരൾച്ചയുടെ കാലത്ത് അവയുടെ പ്രതലങ്ങളിൽ സ്റ്റോമാറ്റ എന്നറിയപ്പെടുന്ന സൂക്ഷ്മ സുഷിരങ്ങൾ അടയ്ക്കുന്നു. എബിഎ ഹോർമോണാണ് സ്റ്റോമാറ്റ അടച്ചുപൂട്ടലിന് കാരണമാകുന്നത്. അതുപോലെ, വേരുകളിൽ ABA കുറയുന്നു ജലനഷ്ടം എല്ലാ റൂട്ട് സെല്ലിനെയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന പ്ലാസ്മോഡെസ്മാറ്റ എന്ന നാനോ സുഷിരങ്ങൾ അടയ്ക്കുന്നതിലൂടെ.
വ്യത്യസ്ത മണ്ണിലും കാലാവസ്ഥയിലും പരിണമിച്ചിട്ടും തക്കാളി, താലെ ക്രസ്, ചോളം, ഗോതമ്പ്, ബാർലി എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള വേരുകൾ ഈ രീതിയിൽ ഈർപ്പത്തോട് പ്രതികരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, തെക്കേ അമേരിക്കൻ മരുഭൂമിയിലാണ് തക്കാളി ഉത്ഭവിച്ചത്, എന്നിരുന്നാലും താലെ ക്രെസ് മധ്യേഷ്യൻ മിതശീതോഷ്ണ പ്രദേശങ്ങളിൽ നിന്നാണ് വരുന്നത്. ഫേൺ പോലുള്ള പൂക്കാത്ത ചെടികളേക്കാൾ 200 ദശലക്ഷം വർഷത്തിലേറെ പ്രായം കുറഞ്ഞ പൂച്ചെടികളിൽ സീറോബ്രാഞ്ചിംഗ് ഒരു സാധാരണ സ്വഭാവമാണെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
ഫർണുകളിൽ നിന്നുള്ള വേരുകൾ, നേരത്തെ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന കര സസ്യജാലങ്ങൾ, ഈ രീതിയിൽ ജലത്തോട് പ്രതികരിക്കുന്നില്ല. അവയുടെ വേരുകൾ കൂടുതൽ ഏകതാനമായി വളരുന്നു. പൂവിടുന്ന ഇനങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ മികച്ചതാണെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു വെള്ളം ഫർണുകൾ പോലുള്ള മുൻകാല കര സസ്യങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് സമ്മർദ്ദം.
പൂവിടാത്ത സസ്യങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് വിശാലമായ ആവാസവ്യവസ്ഥകളെയും പരിസ്ഥിതികളെയും കോളനിവത്കരിക്കാൻ പൂച്ചെടികൾക്ക് കഴിയും. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള മഴയുടെ പാറ്റേണുകളിലെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള മാറ്റങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, അതിൻ്റെ കഴിവ് സസ്യങ്ങൾ മണ്ണിലെ ഈർപ്പത്തിൻ്റെ വിശാലമായ വ്യാപ്തി മനസ്സിലാക്കാനും പൊരുത്തപ്പെടാനും എന്നത്തേക്കാളും ഇപ്പോൾ വളരെ പ്രധാനമാണ്.