تكشف ومضات الفلورسنت عن أسرار إغلاق الأوراق في نبات “لا تلمسني”
(يفتح في علامة تبويب جديدة)
تنطلق ومضات من الضوء على طول العمود الفقري للأوراق الملطخة بالفلوريسنت من نبات “touch-me-not” أثناء طيها في مقاطع فيديو جديدة مذهلة. كشفت اللقطات البراقة كيف يغلق النبات في غضون ثوانٍ ، على الرغم من افتقاره للأعصاب والعضلات.
نبات الخزي (ميموزا بوديكا) ، المعروف أيضًا باسم touch-me-not ، بقدرته على تجعيد أوراقه بسرعة عندما يتم لمسها عن طريق سحب منشورات الورقة الممدودة الشبيهة بأشجار الصنوبر باتجاه العمود الفقري المركزي. ومع ذلك ، حتى الآن ، ظلت الآليات الدقيقة وراء هذا المنعكس الشبيه بالحيوان لغزا إلى حد كبير.
في دراسة جديدة نشرت في 14 نوفمبر في المجلة اتصالات الطبيعة (يفتح في علامة تبويب جديدة)، قام فريق من الباحثين بإنشاء نباتات مزيفة معدلة وراثيًا ، ثم قاموا بتصوير أوراقها أثناء تجعيدها. كشفت اللقطات الناتجة عن تحرك كل من الإشارات الكيميائية والكهربائية في انسجام تام عبر الأوراق مما أدى إلى سحب المنشورات.
متعلق ب: تتلألأ أوراق النبات بالكهرباء أثناء العواصف الرعدية – وقد يؤدي ذلك إلى تغيير جودة الهواء بطرق غير متوقعة
“تمتلك النباتات أنظمة اتصالات مختلفة تكون مخفية في العادة عن الأنظار” ، هذا ما قاله مؤلف مشارك في الدراسة ماساتسوجو تويوتا (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم فيزيولوجيا النبات في جامعة سايتاما في اليابان ، قال في أ بيان (يفتح في علامة تبويب جديدة). وأضاف أن أفضل طريقة لمعرفة كيفية عملها هي جعلها مرئية.
في مقاطع الفيديو الجديدة ، تضيء أجزاء من الأوراق بينما تتحرك إمكانات الفعل – إزالة الاستقطاب الكهربائي لأغشية الخلايا – من خلالها. هذا مشابه لكيفية عمل الأعصاب في الحيوانات ولكن بدون خلايا متخصصة لتوجيه الطاقة الكهربائية ، تنتقل الإشارات ببطء أكثر عبر أنسجة النبات.
(يفتح في علامة تبويب جديدة)
حتى الآن ، كان الباحثون يشتبهون في أن أيًا من إمكانات الفعل كانت آلية الإشارة الرئيسية التي تستخدمها النباتات الخبيثة ، لكن مقاطع الفيديو تكشف لأول مرة بالضبط كيف يتم إنشاء الإشارات. عندما تزيل استقطاب الخلايا ، فإنها تطلق أيونات الكالسيوم التي تتفاعل مع الواسمات الفلورية الموضوعة في النباتات المحورة.
أكثر الومضات الملحوظة هي تلك التي تضيء بشكل متتابع على طول مركز الأوراق. يتم إطلاق هذه بواسطة أعضاء صغيرة تسمى Pulvini ، والتي تسحب الوريقات نحو أشواك الأوراق باستخدام التغييرات في ضغط الماء. ومع ذلك ، فإن إشارات الفلورسنت الخافتة (المرئية فقط عند تكبيرها) تنتقل أيضًا على طول المنشورات من حيث يتم اكتشاف المنبه إلى أقرب لب ، قبل أن تبدأ الأعضاء القابلة للطي في الوميض. بمجرد تنشيط إحدى العجائن ، فإنها ترسل إشارة إلى البلفيني المجاور ، مما يخلق تأثير دومينو ساطع على طول العمود الفقري للورقة.
كان العلماء يعرفون بالفعل عن Pulvini ، لكن حتى الآن ، لم يكن لديهم أي فكرة عن مدى سرعة تعاقدهم مع المنشورات المجاورة. وكتب الباحثون في الورقة البحثية أن مقاطع الفيديو الجديدة تظهر أن البولفيني يتلقى إشارات قبل 0.1 ثانية تقريبًا من تقلص المنشورات ، وهو سريع للغاية بالنسبة للنبات.
(يفتح في علامة تبويب جديدة)
تلقي الدراسة الجديدة الضوء أيضًا على سبب وجود النباتات الخبيثة تطورت ليغلقوا أوراقهم.
الرائد نظرية هو أن الأوراق تقترب لحماية نفسها من الحشرات الجائعة. في الدراسة ، ابتكر الباحثون متغيرات جينية إضافية للنباتات الخبيثة ، والتي لا تحتوي على نبات البلفيني ، وبالتالي لا يمكنها إغلاق أوراقها. ثم قام الفريق بعد ذلك بتعريض النباتات الطافرة وغير المتحولة للجنادب ووجدوا أن النباتات المتحولة قد أكلت الكثير من أوراقها من قبل الحشرات.
وكتب الفريق في ورقتهم أن الأسباب المحتملة الأخرى لإغلاق النباتات الخبيثة لأوراقها تشمل تقليل فقد الماء أو الاختباء الوقائي من الحشرات ، ولكن هناك أدلة أقل لدعم هذه الأفكار.
