محققان زبان گیاهان را ترجمه کردند!

شاید با چشم دیده نشود اما لایه غباری متشکل از ذرات معلق در هوا، سطح گیاهان را پوشانده‌است و این ذرات گرد و غبار هستند که امکان برقراری ارتباط گیاهان با یکدیگر را فراهم می‌کنند؛ همچنین در مواردی گیاهان از این ذرات برای محافظت از خود استفاده می‌کنند. ترکیباتی که بر سطح گیاهان می‌نشیند به عنوان یک دافعه موجودات گرسنه را دفع می‌کند و شاید باورش سخت باشد اما در هنگام نزدیک شدن مهاجمان این ذرات به گیاهان هشدار می‌دهند!

دانشمندان از دهه ۱۹۸۰می‌دانستند که گیاهان چنین سیستم دفاعی‌ دارند و از آن زمان تاکنون این سیستم دفاعی در بیش از ۸۰ گونه گیاهی شناسایی شده‌است. با این حال تحقیقات به عمل آمده نتوانسته بود به این پرسش پاسخ دهد که گیاهان چگونه پیام‌ها را دریافت می‌کنند و تنها در پاسخ به این پرسش که گیاهان چگونه پیام‌ها را ارسال می‌کنند موفق بود.

اکنون، تیمی از محققان ژاپنی تکنیک‌های تصویربرداری بلادرنگ را برای شناسایی نحوه دریافت و واکنش گیاهان به این هشدارها به کار گرفته‌اند؛ در این آزمایشات دانشمندان ترکیبات ساطع شده از گیاهان آسیب‌دیده و آلوده به حشرات را بر روی همسایگان آسیب‌دیده آن‌ها قرار دادند و یک میکروسکوپ فلورسانس برای تماشای آنچه اتفاق می‌افتد، ساختند.

دانشمندان نوعی از علف‌ که از خانواده خردل است و «آرابیدوپسیس» نامیده می‌شود را مورد بررسی قرار دادند. کاشف به عمل آمد که آن گیاه، یک علف معمولی نیست بلکه از نظر ژنتیکی تغییر پیدا کرده‌است. بنابراین سلول‌های آن حاوی یک حسگر زیستی بود که وقتی یون‌های کلسیم به سمت آن‌ هجوم بردند، به رنگ سبز در آمد. سیگنال دهی کلسیم چیزی است که سلول‌های انسان نیز از آن برای برقراری ارتباط استفاده می‌کنند.

با کمک این روش‌ها دانشمندان سرانجام توانستند از داستان پیچیده‌ای درباره زمان، مکان و نحوه واکنش گیاهان به «پیام‌های هشداردهنده» همسایگان خود در هوا پرده‌برداری کنند. این شبکه ارتباطی که از دید ما پنهان است، نقشی اساسی در حفاظت به موقع گیاهان همسایه در برابر تهدیدات قریب الوقوع ایفا می‌کند. با تجزیه و تحلیل ترکیبات موجود در هوا، محققان دریافتند که دو ترکیب به نام‌های Z-۳-HAL و E-۲-HAL سیگنال‌های کلسیم را در گیاه القا می‌کنند.

محققان همچنین دریافتند که کدام سلول‌ها برای اولین بار به نشانه‌های خطر پاسخ می‌دهند و دریافتند که سلول‌های نگهبان، سلول‌های لوبیایی شکل روی سطوح گیاه هستند که روزنه‌ها را تشکیل می‌دهند. آن‌ها دقیقا همان منافذ کوچکی هستند که هنگام فتوسنتز گیاه باز می‌شوند.

هنگامی که گیاهان «آرابیدوپسیس» در معرض Z-۳-HAL قرار گرفتند، سلول‌های نگهبان، سیگنال‌های کلسیمی را در عرض یک دقیقه یا بیشتر تولید کردند و پس از آن سلول‌های مزوفیل پیام را دریافت کردند. پس از اینکه خطر برطرف می‌شود، سیگنال دهی کلسیم به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، که نشان می‌دهد روزنه‌ها به عنوان سوراخ‌های بینی گیاه عمل می‌کنند.