به گزارش ایسنا و به نقل از اس اف، شاید در نگاه اول همانند صحنه‌ای از یک فیلم ترسناک به نظر برسد اما این فیلمی از لحظه نفس کشیدن یک گیاه است.

زیست شناسان در حال به دست آوردن بینش جدیدی از این فرآیند پیچیده و ارائه مفاهیمی برای تامین منابع غذایی بشر در آینده هستند.

محققان دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو با بودجه بنیاد ملی علوم ایالات متحده(NSF)، همراه با همکارانشان در استونی و فنلاند، در این فیلم مسیر مولکولی گریزانی را نشان می‌دهند که گیاهان برای هدایت تنفس خود و جذب دی اکسید کربن از آن استفاده می‌کنند.

دانستن اینکه گیاهان چگونه دی‌اکسید کربن را حس می‌کنند تا به دهانه یا روزنه‌هایشان سیگنال دهند که در واکنش به تغییر سطح دی‌اکسید کربن، باز و بسته شوند، می‌تواند به دانشمندان اجازه دهد تا محصولاتی مناسب برای شرایط اقلیمی متغیر تولید کنند.

"جارد داشوف"(Jared Dashoff) سخنگوی بنیاد ملی علوم، در بیانیه‌ای توضیح داد: محققان امیدوارند که استفاده از این مکانیسم بتواند به مهندسی بهره‌وری مصرف آب و مصرف کربن در آینده منجر شود، زیرا غلظت دی‌اکسید کربن اتمسفر همچنان در حال افزایش است.در واقع، محققان یک پتنت/ اختراعی ثبت کرده‌اند و در حال بررسی راه‌هایی برای تبدیل یافته‌های خود به ابزاری برای پرورش‌دهندگان و کشاورزان هستند.

این فرآیند در سطح میکروسکوپی واضح‌تر می‌شود. در قسمت زیرین برگ‌ها و جاهای دیگر، بسته به گیاه، منافذ کوچکی به نام روزنه(هزاران روزنه در هر برگ با تنوع گونه های گیاهی) وجود دارد.

داشوف افزود: مانند دروازه‌های قلعه کوچک، جفت‌های سلولی در کناره‌های منافذ روزنه‌ای که به سلول‌های نگهبان معروف هستند، منافذ مرکزی خود را باز می‌کنند تا دی اکسید کربن را جذب کنند. با این حال، هنگامی که روزنه‌ها باز هستند، داخل گیاه در معرض عناصر قرار می‌گیرند و آب گیاه در هوای اطراف از بین می‌رود که این امر می‌تواند گیاه را خشک کند. بنابراین، گیاهان باید با کنترل مدت زمان باز ماندن روزنه‌ها، مصرف دی اکسید کربن را با از دست دادن بخار آب متعادل کنند.

جولیان شرودر، رهبر این تحقیقات و رئیس موسسه تحقیقاتی Torrey Mesa در علوم گیاهی در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو گفت: پاسخ به تغییرات برای رشد گیاه بسیار مهم است و تنظیم می‌کند که گیاه چقدر می‌تواند در استفاده از آب کارآمد باشد، که این امر با توجه به افزایش خشکسالی و افزایش دما مهم است.

با تغییرات اقلیمی، غلظت دی اکسید کربن جو و دما افزایش می‌یابد و این امر بر تعادل بین ورود دی اکسید کربن و از دست دادن بخار آب از طریق روزنه تأثیر می‌گذارد. اگر گیاهان به‌ ویژه محصولاتی مانند گندم، برنج و ذرت نتوانند تعادل جدیدی برقرار کنند، گیاهان در خطر خشک شدن و کشاورزان نیز در خطر از دست دادن محصول ارزشمندشان قرار می‌گیرند و افراد بیشتری در سراسر جهان در معرض خطر گرسنگی قرار می‌گیرند.

حتی با وجود پیشرفت در کشاورزی، یک مطالعه با بودجه بنیاد ملی علوم که در سال ۲۰۲۱ منتشر شد، نشان داد که بهره‌وری جهانی کشاورزی در ۶۰ سال گذشته ۲۱ درصد کمتر از آن چیزی است که بدون تغییرات آب و هوایی می‌توانست باشد. دانشمندان مدت‌هاست که روزنه‌ها و تعادل بین مصرف دی اکسید کربن و از دست دادن آب را درک کرده‌اند. چیزی که آنها تاکنون نمی‌دانستند، این است که گیاهان چگونه دی اکسید کربن را حس می‌کنند تا به روزنه‌ها در پاسخ به تغییر سطح دی‌اکسید کربن محیط سیگنال دهند تا باز و بسته شود. تعادل مناسب بین دریافت دی اکسید کربن در مقابل از دست دادن آب به دانشمندان و پرورش دهندگان گیاهان اجازه می‌دهد تا محصولاتی مقاوم برای آینده تولید کنند.

یافته‌های این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.

انتهای پیام