Heyvanların çılğın həddi ilə müqayisədə bitki davranışı olduqca darıxdırıcı görünə bilər. Bununla belə, yorulmadan bütün biosferi (biz də daxil olmaqla) qidalandıran tərəvəz dostlarımızın həyatı həyəcanverici hərəkətlərlə doludur. Sadəcə qiymətləndirmək üçün bir az daha çox səy tələb olunur.

Belə davranışlardan biri , bitkilərin “nəfəs aldığı” hər yarpaqda yerləşən milyonlarla kiçik ağızın ( stoma adlanır) dinamik açıb bağlanmasıdır. Bu prosesdə günəş işığı ilə işləyən fotosintez prosesində şəkər istehsal etmək üçün lazım olan qiymətli karbon qazı müqabilində torpaqdan çıxarılan suyu buraxırlar.

Stomatanın yanlış vaxtda açılması qiymətli suyu israf edə bilər və bitkinin damar sisteminin fəlakətli şəkildə quruması riski yarada bilər. Demək olar ki, bütün quru bitkiləri zərər riskini minimuma endirərkən böyüməyi optimallaşdırmaq üçün işığa və rütubətə cavab olaraq stomalarını çox dəqiq idarə edir.

Bitkilərin necə təkamül etdiyi bu qeyri-adi tarazlıq hərəkəti elm adamları arasında böyük müzakirə mövzusu olmuşdur . PNAS -da nəşr olunan yeni bir məqalədə biz ən erkən stomaların necə işlədiyini öyrənmək üçün lazerlərdən istifadə etdik.

Kiçik klapanlar, qlobal nəticələr

Çox şey stomataların davranışından asılıdır: bitki məhsuldarlığı, quraqlığa həssaslıq və həqiqətən də qlobal karbon və su dövrlərinin sürəti.

Bununla belə, onları hərəkətdə müşahidə etmək çətindir. Hər bir stoma kiçik, təzyiqlə idarə olunan bir qapaq kimidir. Onların su buxarını və karbon qazını içəri keçirməsinə imkan verən bir açılış və ya məsaməni əhatə edən ” mühafizə hüceyrələri ” var .

Stomatanın qoruyucu hüceyrələrinin içərisində maye təzyiqi artdıqda, məsamələri açmaq üçün şişirlər. Təzyiq azaldıqda hüceyrələr boşalır və məsamələr bağlanır. Stomata davranışını başa düşmək üçün mühafizə hüceyrələrində təzyiqi ölçmək istədik, lakin bu asan deyil.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743002849&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-millions-tiny-mouths-lasers-illuminate.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3NyJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc3Il1dLDBd&dt=1743002849458&bpp=1&bdt=98&idt=219&shv=r20250324&mjsv=m202503200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743002584%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743002584%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743002584%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4092977957449&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=5&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2185&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=44801779%2C95353930%2C95356500%2C95356505%2C95355300&oid=2&pvsid=2757331355112482&tmod=1850756047&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage5.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&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=232

Lazerlər, baloncuklar və təkamül

Yale Universitetindən Craig Brodersen yeni hazırlanmış mikroskopla idarə olunan lazerlə daxil olun . Stomatal məsamələri idarə edən fərdi hüceyrələr içərisində mikroskopik baloncuklar yarada bilər.

Brodersen Tasmaniya Universitetində (mənim olduğum yerdə) məzuniyyət keçirəndə biz gördük ki, bu qabarcıqların ölçüsünü və onların nə qədər tez çökdüyünü izləməklə stomatal hüceyrələr daxilində təzyiqi təyin edə bilərik. Bu , Qrenobldakı Fransa Milli Elmi Tədqiqatlar Mərkəzinin (CNRS) baloncuq mütəxəssisi Filip Marmottanın rəhbərlik etdiyi nəzəri hesablamaları əhatə edirdi.

Bu yeni vasitə bizə stomata davranışının əsas bitki qrupları arasında necə fərqləndiyini araşdırmaq üçün mükəmməl imkan verdi. Məqsəd stomatal davranışın təkamülünün bitki təkamül tarixi boyunca proqnozlaşdırıla bilən bir trayektoriyaya əməl etdiyinə dair fərziyyəmizi yoxlamaq idi.

Mübahisə edirik ki, bu, hazırda canlı qıjılarda və likofitlərdə təmsil olunan və müasir iynəyarpaqlı və çiçəkli bitkilərdə görülən daha aktiv hormonal nəzarət mexanizminə çevrilmiş, nisbətən sadə əcdadlardan qalma passiv nəzarət vəziyyəti ilə başlamışdır.

Bu fərziyyəyə qarşı, bəzi tədqiqatçılar daha əvvəl stomataşıyan bitkilərin ən qədimi briyofitlərdə kompleks davranışlar barədə məlumat vermişdilər. Biz yeni yaradılmış lazer alətimizdən istifadə edərək bu tapıntını yoxlamaq istədik.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

400 milyon illik inkişaf

Tapdığımız şey ilk növbədə lazer təzyiq zondu texnikamızın çox yaxşı işlədiyi idi. Bir neçə ay ərzində stomatal təzyiq dinamikasının 500-ə yaxın ölçülməsini etdik. Bu, 30-dan az oxşar ölçmənin aparıldığı son 45 ildə nəzərəçarpacaq inkişaf idi.

İkincisi, biz tapdıq ki, təmsil etdiyimiz briofitlərin (buynuzlu otlar və mamırlar) stomalarında bütün digər quru bitkilərində olan işığa ən sadə reaksiya belə yoxdur.

Bu nəticə 450 milyon il əvvəl müasir briofitlərin əcdadlarında tapılan ilk stomaların çox sadə qapaqlar olması barədə əvvəlki fərziyyəmizi dəstəklədi. Müasir çiçəkli bitkilərdə görülən kompleks davranışlardan məhrum olardılar.

Nəticələrimiz göstərir ki, stomatal davranış təkamül prosesi ilə əsaslı şəkildə dəyişib və hazırda Yer kürəsində məskunlaşan müxtəlif əsas quru bitki qruplarında qorunan funksionallıqdakı kritik dəyişiklikləri vurğulayır.

Bitkilər gələcəkdə necə yaşayacaq

İndi əminliklə deyə bilərik ki, mamırlar, qıjılar, iynəyarpaqlılar və çiçəkli bitkilərdəki stomatalar çox fərqli davranırlar. Bunun mühüm nəticəsi var: onların hamısı indi və yaxın gələcəkdə qarşılaşdıqları atmosfer temperaturunda və suyun mövcudluğunda baş verən dəyişikliklərə fərqli reaksiya verəcəklər. Gələcəkdə stomatal davranışın proqnozlaşdırılması bizə bu təsirləri proqnozlaşdırmağa və bitki həssaslığını vurğulamağa kömək edəcək.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743002870&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-millions-tiny-mouths-lasers-illuminate.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3NyJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc3Il1dLDBd&dt=1743002849458&bpp=1&bdt=97&idt=417&shv=r20250324&mjsv=m202503200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743002584%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743002584%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1743002584%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C540x135%2C980x120&nras=2&correlator=4092977957449&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=5&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4240&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=1397&eid=44801779%2C95353930%2C95356500%2C95356505%2C95355300&oid=2&psts=AOrYGslUK_Uq21GDnU7sRe0AYtqndzp2Qcect-fmecqI98N–jlR3ByqB00R3RuBGzCdc4I3FT7qGMi8EgrZhfxuaODpr26NfIOV3ZS7AYv7&pvsid=2757331355112482&tmod=1850756047&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage5.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&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=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=20758

Kənd təsərrüfatının faydası baxımından, yeni lazer metodumuz yaxından əlaqəli bitkilərin davranışındakı kiçik fərqləri belə aşkar etmək üçün kifayət qədər sürətli və həssas olmalıdır. Bu, sudan daha səmərəli və ya məhsuldar şəkildə istifadə edən məhsul variantlarını müəyyən etməyə kömək edə bilər ki, bu da bitki seleksiyaçılarına getdikcə gözlənilməz olan torpaq su ehtiyatlarını qidaya daha yaxşı çevirən sortları tapmağa kömək edəcək.

Beləliklə, növbəti dəfə bir yarpağa baxdığınız zaman, nəfəsiniz onların üzərinə düşən kimi reaksiya verən milyonlarla kiçik ağızların dinamik hesablanması və tənzimlənməsinin çılğın tempini nəzərdən keçirin. Gələcək iqlimlərdə meşələrin və əkinlərin fəaliyyətinə bağlı olan öz taleyimizin müxtəlif növlərin stomatalarının davranışından asılı olduğunu başa düş. Bu təvazökar kiçik klapanları başa düşməyimiz üçün yaxşı bir səbəb.

Daha çox məlumat: Brodersen, Craig R., In situ kavitasiya qabarcıq manometriyası briyofitlərdə işıqla aktivləşdirilmiş qoruyucu hüceyrə turgor modulyasiyasının çatışmazlığını aşkar edir, Milli Elmlər Akademiyasının əsərləri (2025). DOI: 10.1073/pnas.2419887122 . doi.org/10.1073/pnas.2419887122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

The Conversation tərəfindən təmin edilmişdir