Təsəvvür edin, fermerin tarlasında olan bir bitki becərən adama suya ehtiyacı olduğunu xəbərdar edə bilərmi? Yoxsa bir fermer bitkilərə quru havanın gələcəyini bildirsə və bununla da bitkiləri suya qənaət etməyə sövq edərsə?

Bu, qeyri-adi səslənə bilər, lakin Proqramlaşdırıla bilən Bitki Sistemləri üzrə Araşdırma Mərkəzinin (CROPPS) tədqiqatçıları bitkilərlə bu cür ikitərəfli əlaqəni inkişaf etdirmək üçün böyük bir addım atdılar.

Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc edilən yeni bir araşdırma bitkilərin daxili stresə necə siqnal verdiyinə dair bir əsrlik problemi həll etdi. Bitki rabitə sistemlərinin necə işlədiyini başa düşərək, komanda daha sonra insanlar və bir-biri ilə ünsiyyət qura bilən və xüsusi stress amillərinə cavab vermək üçün proqramlaşdırıla bilən bitkilər yaratmaq üçün bu siqnallardan istifadə etməyə başlaya bilər.

Həll bitkinin damarlarında mövcud olan mənfi təzyiqdə yatır və bu, quru olduqda suyun gövdələrində, köklərində və yarpaqlarında saxlanılması üçün tələb olunur. Stressorlar zavod daxilində təzyiq balansını dəyişdirir, bu da stresə qarşı durmaq və tarazlığı bərpa etmək üçün zavodun bütün ərazisində mexaniki və kimyəvi siqnallar daşıya bilən mayenin hərəkətinə başlayır.

“Biz bitkilərdə ünsiyyətin necə baş verdiyini başa düşmək üçün təməl biliklər yaratmağa çalışırıq” dedi ilk müəllif Vesna Bacheva, CROPPS-də doktoranturadan sonrakı assosiasiya və Schmidt Elmi Təqaüdçüsü. “Çərçivəmiz siqnalları bir yerdən başqa yerə aparanların mexaniki anlayışını təmin edir və mexaniki və kimyəvi siqnalların necə yayıla biləcəyini izah edir.”Oyna

00:0000:11SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Baçeva həmmüəlliflər Abe Stroock ’95, Gordon L. Dibble ’50 Cornell Engineering-də kimya və biomolekulyar mühəndislik professoru və Kənd Təsərrüfatı və Həyat Elmləri Kollecində İnteqrasiya Bitki Elmləri Məktəbinin bitki biologiyası üzrə dosenti Marqaret Frankın laboratoriyalarında işləyir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745488569&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-century-mystery-communication-stress-negative.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuOTYiXV0sMF0.&dt=1745488569240&bpp=1&bdt=94&idt=102&shv=r20250423&mjsv=m202504210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745488382%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745488382%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1745488382%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2086250060422&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2060&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95357460%2C95344789%2C95352053%2C31090357%2C95357716&oid=2&pvsid=4826599498339268&tmod=2041066918&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=106

Strook, “Bu, əsl mexaniki anlayış baxımından təəccüblü şəkildə yeni yaranan bir sahədə irəliyə doğru atılmış çox mühüm addımdır” dedi.

Bir əsrdən çox əvvəl elm adamları bitkilərin stres amillərinə cavab vermək üçün bitkinin bir hissəsindən digərinə siqnal ötürə biləcəyini soruşmağa başladılar. Alimlər güman edirdilər ki, ola bilsin ki, bitkilər əlaqə yaratmaq üçün hormonlar və ya kimyəvi maddələrdən istifadə edir, digərləri isə mexaniki siqnallardan istifadə edirlər.

Bacheva və həmkarları indi stress amilləri təzyiqdə dəyişikliklərə səbəb olduqda mexaniki və kimyəvi siqnalların bütün bitkilər boyunca necə ötürüldüyünü izah edən proqnozlaşdırıcı model və vahid çərçivə işləyib hazırlayıblar .

Bitkilərin damar sistemi təzyiq altında olan və elastik toxumalara təzyiq göstərən borular sistemindən ibarətdir. Bitki yaralandıqda, məsələn, tırtıl yarpağı dişlədikdə təzyiq dəyişikliyi baş verir ki, bu da aşağı axın reaksiyalarına səbəb ola bilər.

Tədqiqatçılar təklif edirlər ki, təzyiq dəyişiklikləri yara yerində hüceyrələr tərəfindən buraxılan kimyəvi maddələri bitkinin qalan hissəsinə daşıyan bitki vasitəsilə kütləvi su axınına səbəb ola bilər. Bir fərziyyə belə kimyəvi maddələrin həşəratları dəf edən zəhərli turşunun istehsalını tetikleyebileceğidir.

Təzyiq dəyişiklikləri, həmçinin aşağı axın təsiri olan kalsium və ya digər ionları açmaq və buraxmaq üçün damarların ətrafında yerləşən mexanika həssas kanalları işə sala bilər. Daha sonra kalsium axını potensial olaraq müdafiə reaksiyasının bir hissəsi olan genlərin ifadəsini stimullaşdıra bilər.

“Biz onların hazırda nə yaşadıqlarını bizə bildirəcək reportyor zavodlarını inkişaf etdirməyə çalışırıq” dedi Baçeva. Bunlara rəngini dəyişən piqment əsaslı bitkilər və ya suya ehtiyac duyduqda işıq saçan flüoresan bitkilər daxildir. Son görmə iki istiqamətli ünsiyyətə sahib olmaqdır, beləliklə, müxbir bitki nəinki suya ehtiyacı olduğunu bildirə bilər, həm də bir fermer bitkiyə onun uzun müddət quru ola biləcəyini və bitkinin sudan daha səmərəli istifadə etməli olduğunu bildirə bilər.

“Biz CROPPS-də eyni vaxtda molekulyar biologiya , biofizika, mühəndislik dizaynı və yeni konsepsiya və texnologiyalarla aqronomik reallığa inteqrasiyanı araşdırdığımız bir nöqtədəyik ” dedi Strook.

Daha çox məlumat: Vesna Bacheva et al, Hidromexaniki siqnalizasiya üçün vahid çərçivə bitkilərdə yerli və uzun məsafəli siqnalların ötürülməsini izah edə bilər, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.2422692122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

Cornell Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir