نتایج پژوهشی جدید، جزییات بیسابقهای از فرآیند باروری گیاهان را آشکار کرده است. کشف جدید دانشمندان در این زمینه، میتواند درک انسان از مکانیسمهای تولیدمثل گیاهی را به طور قابل توجهی ارتقا دهد.
والدین آگاه، هنگام گفتوگو با فرزندانشان درباره «پرندگان و زنبورها»، درمییابند که در حقیقت در حال اشاره به نقش حیاتی گلها در چرخه حیاتند.
زنبورها با گردهافشانی، نقش کلیدی در باروری گیاهان ایفا میکنند، در حالیکه پرندگان با پراکندن دانهها، به گسترش گونههای گیاهی کمک میرسانند.
با این وجود، اهمیت و پیچیدگی نقش خود گلها در این فرآیند شگفتانگیز زیستی، تا به امروز به طور کامل درک نشده است اما این موضوع، افقهای جدیدی را برای پژوهشهای علمی در زمینه ارتباط متقابل گیاهان و جانوران میگشاید.
مجله اکونومیست به پژوهش انجام شده از سوی دکتر میزوتا یوکو و همکارانش از دانشگاه ناگویا اشاره کرد که اخیرا در اِمبو ریپورتز (EMBO Reports) منتشر شده است.
یکی از مهمترین یافتههای این تحقیق ۱۳ ساله، میزان کنترلی است که اندامهای جنسی گلها بر فرآیند لقاح دارند.
این اندامها نه تنها قادرند سلولهای جنسی نر را جذب کنند، بلکه میتوانند پس از آغاز لقاح، آنها را دفع نیز بکنند.
این تحقیق پیشرفته نتیجه سالها تلاش و پشتکار است.
تیم دکتر میزوتا سه سال را صرف توسعه تکنیک میکروسکوپی خود کردند.
آنها برای دستیابی به تصاویر با کیفیت، دهها بار آزمایش را تکرار کردند و نتایج حاصل، ارزش این صبر و تلاش را داشت.
در دنیای گیاهان برخلاف جانوران، سلولهای جنسی نر قادر به حرکت نیستند و در دانههای میکروسکوپی گرده بستهبندی میشوند.
این دانههای گرده به دست باد یا حشرات، به مادگی گل دیگری منتقل میشوند. مادگی، ساختار میلهمانندی است که معمولا در مرکز گل قرار دارد و حاوی تخمکهاست.
برای رسیدن به تخمک، دانه گرده باید یک لوله گرده ایجاد کند که مانند نهالی از دانه رشد میکند. اما اگر چندین لوله گرده به یک تخمک برسند پدیدهای به نام پلیتیوبی (polytubey) تشکیل میشود که ممکن است به تولید بذرهای غیرزنده منجر شود.
دکتر میزوتا و گروه پژوهشیاش با بهرهگیری از یک روش پیشرفته میکروسکوپی، به دستاوردی چشمگیر در زمینه مطالعات گیاهی دست یافتند.
آنها موفق شدند برای نخستین بار، فرآیند بارور شدن گیاه آرابیدوپسیس تالیانا معروف به گوشموشی، را به صورت زنده و در لحظه مشاهده کنند.
این پیشرفت علمی امکان رصد دقیق حرکت لولههای گرده منفرد را درون مادگی گیاه فراهم کرد، پدیدهای که تا پیش از این هرگز به تصویر کشیده نشده بود.
این کشف میتواند درک ما از مکانیسمهای تولید مثل گیاهی را به طور قابل توجهی ارتقا دهد.
در مطالعات قبلی، محققان نشان دادهبودند که تخمکها سیگنالهای شیمیایی برای جذب لولههای گرده ارسال میکنند.
نتایج این پژوهش نشان داد که تخمکها پس از بارور شدن، سیگنالهای جاذب شیمیایی خود را متوقف میکنند. همچنین مشخص شد که لقاح در مادگی به صورت تصادفی رخ میدهد.
مهمتر از همه، محققان متوجه شدند که برخی لولههای گرده پس از تلاش برای ورود به تخمک، به طور ناگهانی دور میشوند.
در واقع تخمکها قادرند لولههای گرده ناخواسته را پس از شروع لقاح دفع کنند.
محققان حدس میزنند این دفع از طریق تعامل پروتئینهای تخمک با گیرندههای لوله گرده صورت میگیرد.
مارک جانسون، زیستشناس سلولی در دانشگاه براون که در این تحقیق شرکت نداشت، گفت از آنجایی که محصولات مهمی مانند برنج، گندم و ذرت همگی به روشی مشابه تولید مثل میکنند، درک بهتر مکانیسمهای درگیر میتواند به کشاورزان کمک کند.
این پژوهش نه تنها دانش ما را درباره تولیدمثل گیاهان گسترش میدهد، بلکه بار دیگر نشان میدهد که طبیعت همچنان اسرار شگفتانگیزی برای کشف دارد.
این تحقیق همچنین سوالات جدیدی را مطرح میکند. برای مثال، مکانیسم دقیق دفع لولههای گرده توسط تخمک چیست؟ آیا این فرآیند در تمام گونههای گیاهی یکسان است؟ چگونه میتوان از این دانش برای بهبود محصولات کشاورزی استفاده کرد؟
دکتر میزوتا و تیمش امیدوارند با ادامه تحقیقات خود، به این پرسشها و پرسشهای دیگر پاسخ دهند.
این پژوهش نه تنها درک ما از تولیدمثل گیاهان را عمیقتر میکند، بلکه میتواند کاربردهای عملی مهمی در کشاورزی و تولید مواد غذایی به همراه داشته باشد.
