Kembrij tadqiqotchilari o'simliklar asalarilarga ko'rinadigan nurli signallarni yaratish uchun gulbarglari yuzasining kimyosini tartibga solishi mumkinligini ko'rsatdi.
Aksariyat gullar rang-barang bo'lib ko'rinadigan va changlatuvchilarga vizual ishora bo'lib xizmat qiladigan pigmentlarni ishlab chiqarsa-da, ba'zi gullar barglari yuzasida mikroskopik uch o'lchovli naqshlarni ham yaratadi. Bu parallel chiziqlar yorug'likning ma'lum to'lqin uzunliklarini aks ettiradi va har doim ham inson ko'ziga ko'rinmaydigan, lekin asalarilarga ko'rinadigan nurli optik effekt hosil qiladi.
Changlatuvchilar e'tiborini jalb qilish uchun juda ko'p raqobat mavjud va dunyodagi ekinlarning 35 foizi hayvonlarning changlatuvchilariga tayanadi - o'simliklar changlatuvchilarga yoqadigan gulbarglari naqshlarini qanday yaratishini tushunish qishloq xo'jaligi, biologik xilma-xillik va tabiatni muhofaza qilish bo'yicha kelajakdagi tadqiqotlar va siyosatlarni boshqarish uchun muhim bo'lishi mumkin.
Kembrijning O‘simlikshunoslik bo‘limida professor Beverli Gloverning jamoasi boshchiligidagi tadqiqotlar shuni ko‘rsatdiki, gulbarglarning naqshlari ko‘zga ko‘rinadiganidan ko‘ra ko‘proq. Oldingi natijalar shuni ko'rsatdiki, mexanik burilish nozik, himoya qiladi kutikula yosh o'sayotgan gulbarglar yuzasida qatlam mikroskopik tizmalarning shakllanishiga olib kelishi mumkin.
Bu yarim tartibli tizmalar diffraktsiya panjaralari rolini o'ynaydi, ular yorug'likning turli to'lqin uzunliklarini aks ettiradi, bu esa asalarilar ko'radigan ko'k-UV spektrida zaif nurli ko'k-galo effektini yaratadi. Biroq, nima uchun bu chiziqlar faqat ma'lum gullarda yoki hatto barglarning faqat ma'lum qismlarida paydo bo'lishi tushunilmagan.
Ushbu tadqiqotni professor Gloverning laboratoriyasida boshlagan va hozirda Saysberi laboratoriyasida o'zining tadqiqot guruhiga rahbarlik qilayotgan Edvij Moyrud avstraliyalik venetsiya mallowini (Hibiscus trionum) qanday va qachon ekanligini tushunish uchun yangi model turi sifatida ishlab chiqdi. bu nanostrukturalar rivojlanadi.
"Bizning dastlabki modelimiz qancha hujayralar o'sishi va bu hujayralar qancha kesikula hosil qilishi chiziqlar hosil bo'lishini nazorat qiluvchi asosiy omillar ekanligini bashorat qilgan edi", dedi doktor Moyroud, - ammo biz modelni sinab ko'rishni boshlaganimizda. eksperimental ish Venetsiya mallowida biz ularning shakllanishi kesikula kimyosiga ham juda bog'liqligini aniqladik, bu esa kesikulaning burilishga olib keladigan kuchlarga qanday ta'sir qilishiga ta'sir qiladi.
“Biz o'rganmoqchi bo'lgan navbatdagi savol - turli xil kimyolar nanostrukturani yaratuvchi material sifatida kesikulaning mexanik xususiyatlarini qanday o'zgartirishi mumkin. Ehtimol, turli xil kimyoviy kompozitsiyalar har xil arxitekturaga ega bo'lgan kesikulaga yoki turli xil qattiqlikka va shuning uchun gulbarg o'sishi bilan hujayralar boshdan kechiradigan kuchlarga turli xil ta'sir ko'rsatishga olib kelishi mumkin.
Ushbu loyiha birgalikda ishlaydigan va o'simliklarning sirtini shakllantirishga imkon beradigan jarayonlarning kombinatsiyasi mavjudligini aniqladi. Doktor Moyrud qoʻshimcha qildi: “Oʻsimliklar kuchli kimyogarlardir va bu natijalar ularning barglari boʻylab turli teksturalarni hosil qilish uchun kesikulaning kimyosini qanday qilib aniq sozlashi mumkinligini koʻrsatadi. Mikroskopik miqyosda shakllangan naqshlar changlatuvchilar bilan aloqa qilishdan tortib o'txo'rlar yoki patogenlardan himoyalanishgacha bo'lgan bir qator funktsiyalarni bajarishi mumkin.
"Ular evolyutsion diversifikatsiyaning ajoyib namunalari va tajribalar va hisoblash modellarini birlashtirib, biz o'simliklar ularni qanday yasashini biroz yaxshiroq tushuna boshlaymiz."
Natijalar nashr etiladi Joriy biologiya.
“Bu tushunchalar biologik xilma-xillik uchun ham foydalidir va konservatsiya ishlari chunki ular o'simliklarning atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirini tushuntirishga yordam beradi ", dedi professor Glover, shuningdek, Kembrij universiteti botanika bog'i direktori, tadqiqotchilar birinchi bo'lib Venetsiya mallowining gulxan gullarini payqashgan.
“Masalan, bir-biri bilan chambarchas bog'liq bo'lgan, ammo turli geografik mintaqalarda o'sadigan turlarning gulbarglari juda boshqacha bo'lishi mumkin. Gulbarglarning gullashi nima uchun o'zgarib turishini va bu o'simliklar va ularning changlatuvchilari o'rtasidagi munosabatlarga qanday ta'sir qilishi mumkinligini tushunish kelajakda atrof-muhit tizimlarini boshqarish va biologik xilma-xillikni saqlash siyosatini yaxshiroq ma'lumot berishga yordam beradi.
3D petal naqshini nima harakatga keltirayotganini o'rganish
Tadqiqotchilar tadqiqotga bosqichma-bosqich yondashishdi. Ular birinchi navbatda gulbarglarning rivojlanishini kuzatdilar va hujayralar cho'zilganda kesikula naqshlari paydo bo'lishini payqashdi, bu esa o'sish muhimligini ko'rsatadi. Keyin ular hujayra kengayishi va kesikula qalinligi kabi o'sish bilan bog'liq jismoniy parametrlarni o'lchash kuzatilgan naqshlarni etarli darajada bashorat qila oladimi yoki yo'qligini aniqladilar va ular buni qila olmasligini aniqladilar. Keyin ular nima etishmayotganini aniqlash uchun orqaga qadam tashlashdi.
Noorganik yoki kesikula kabi tirik hujayralar tomonidan ishlab chiqarilgan materialning xususiyatlari, ehtimol, ushbu materialning kimyoviy tabiatiga bog'liq. Buni hisobga olgan holda, tadqiqotchilar kesikula kimyosini ko'rib chiqishga qaror qilishdi va bu haqiqatan ham nazorat qiluvchi omil ekanligini aniqladilar. Buning uchun ular birinchi navbatda kimyo sohasidan yangi usuldan foydalanib, gulbarg bo'ylab juda aniq nuqtalarda kesikula tarkibini tahlil qilishdi. Bu qarama-qarshi tuzilishga ega (silliq yoki chiziqli) gulbarg zonalari ham o'z sirtining kimyosida farq qilishini ko'rsatdi.
Silliq kesikula bilan solishtirganda, ular chiziqli kesikulada dihidroksi-palmitik kislota va mumlarning yuqori darajasi va fenolik birikmalarning past miqdori borligini aniqladilar. Kutikulalar kimyosi haqiqatan ham muhimligini tekshirish uchun ular Hibiskusda kesikulalar kimyosini to'g'ridan-to'g'ri o'simliklarda o'zgartirish uchun transgenik yondashuvga kashshof bo'lishdi va boshqa modeldagi Arabidopsisda kesikula molekulalarini ishlab chiqarishni nazorat qilish uchun ma'lum bo'lganlarga o'xshash genlardan foydalanishdi.
Bu shuni ko'rsatdiki, kesikula tuzilishini hujayra o'sishini o'zgartirmasdan, shunchaki kesikula tarkibini o'zgartirish orqali o'zgartirish mumkin. Kutikula kimyosi uning 3D katlamasini qanday boshqarishi mumkin? Tadqiqotchilar kutikulaning o'zgarishi deb o'ylashadi kimyo kesikulaning mexanik xususiyatlariga ta'sir qiladi, chunki hatto maxsus moslama yordamida cho'zilganda ham, silliq kesikulaga ega transgen barglari yovvoyi turdagi o'simliklardan farqli o'laroq silliq bo'lib qoladi.