Ir-riċerkaturi ta’ Cambridge wrew li l-pjanti jistgħu jirregolaw il-kimika tal-wiċċ tal-petali tagħhom biex joħolqu sinjali irridixxenti viżibbli għan-naħal.
Filwaqt li l-biċċa l-kbira tal-fjuri jipproduċu pigmenti li jidhru mlewna u jaġixxu bħala sinjal viżwali għall-pollinaturi, xi fjuri joħolqu wkoll mudelli mikroskopiċi tridimensjonali fuq l-uċuħ tal-petali tagħhom. Dawn l-istriazzjonijiet paralleli jirriflettu wavelengths partikolari tad-dawl biex jipproduċu effett ottiku irridixxenti li mhux dejjem ikun viżibbli għall-għajnejn tal-bniedem, iżda viżibbli għan-naħal.
Hemm ħafna kompetizzjoni għall-attenzjoni minn pollinaturi u—minħabba li 35% tal-uċuħ tar-raba tad-dinja jiddependu fuq pollinaturi tal-annimali—fehim kif il-pjanti jagħmlu mudelli tal-petali li jogħġbu lid-dakkra jista 'jkun sinifikanti biex jidderieġi r-riċerka u l-politiki futuri fl-agrikoltura, il-bijodiversità u l-konservazzjoni.
Ir-riċerka mmexxija mit-tim tal-Professur Beverley Glover fid-Dipartiment tax-Xjenzi tal-Pjanti ta' Cambridge żvelat li hemm aktar disinn tal-petali milli jidher. Riżultati preċedenti indikaw li buckling mekkaniku tal-rqiqa, protettivi rita saff fuq il-wiċċ tal-petali żgħar li qed jikbru jista 'jikkawża l-formazzjoni ta' xfar mikroskopiċi.
Dawn il-ħniek semi-ordnati jaġixxu bħala gradilji tad-diffrazzjoni li jirriflettu wavelengths differenti ta 'dawl biex joħolqu effett dgħajjef irridixxenti blu-halo fl-ispettru blu-UV li bumblebees jistgħu jaraw. Madankollu, għaliex dawk l-istriazzjonijiet jiffurmaw biss f'ċerti fjuri jew saħansitra biss fuq ċerti partijiet tal-petali ma kienx mifhum.
Edwige Moyroud, li bdiet din ir-riċerka fil-laboratorju tal-Professur Glover u issa qed tmexxi l-grupp ta’ riċerka tagħha stess fil-Laboratorju ta’ Sainsbury, żviluppat il-hibiscus indiġeni Awstraljan, il-malva ta’ Venezja (Hibiscus trionum), bħala speċi mudell ġdida biex tipprova tifhem kif u meta. dawn in-nanostrutturi jiżviluppaw.
"Il-mudell inizjali tagħna mbassar li kemm jikbru ċ-ċelloli u kemm jagħmlu rita dawk iċ-ċelloli kienu fatturi ewlenin li jikkontrollaw il-formazzjoni ta 'strijazzjonijiet," qal Dr Moyroud, "iżda meta bdejna nittestjaw il-mudell bl-użu xogħol sperimentali fil-malva ta’ Venezja sibna li l-formazzjoni tagħhom tiddependi ħafna wkoll fuq il-kimika tar-rita, li taffettwa kif ir-rita tirrispondi għall-forzi li jikkawżaw l-irbit.”
“Il-mistoqsija li jmiss li rridu nesploraw hija kif kimiċi differenti jistgħu jbiddlu l-proprjetajiet mekkaniċi tar-rita, bħala materjal tal-bini tan-nanostruttura. Jista’ jkun li kompożizzjonijiet kimiċi differenti jirriżultaw f’rita b’arkitettura differenti jew b’ebusija differenti u għalhekk modi differenti ta’ reazzjoni għall-forzi esperjenzati miċ-ċelloli hekk kif il-petali jikber.”
Dan il-proġett żvela li hemm taħlita ta’ proċessi li jaħdmu flimkien u li jippermettu lill-pjanti jsawru l-uċuħ tagħhom. Dr Moyroud żied jgħid, “Il-pjanti huma kimiċi formidabbli u dawn ir-riżultati juru kif jistgħu jirranġaw b’mod preċiż il-kimika tar-rita tagħhom biex jipproduċu tessut differenti madwar il-petali tagħhom. Disinji ffurmati fuq skala mikroskopika jistgħu jissodisfaw firxa ta’ funzjonijiet, minn komunikazzjoni ma’ pollinaturi għal difiża kontra erbivori jew patoġeni.”
"Huma eżempji impressjonanti ta' diversifikazzjoni evoluttiva u billi ngħaqqdu esperimenti u mmudellar komputazzjonali qed nibdew nifhmu ftit aħjar kif il-pjanti jistgħu jiffabbrikawhom."
Is-sejbiet se jiġu ppubblikati fi Current Biology.
“Dawn l-għarfien huwa utli wkoll għall-bijodiversità u xogħol ta’ konservazzjoni għax jgħinu biex jispjegaw kif il-pjanti jinteraġixxu mal-ambjent tagħhom,” qal il-Professur Glover, li huwa wkoll direttur tal-Ġnien Botanic tal-Università ta’ Cambridge, li fih ir-riċerkaturi l-ewwel innotaw il-fjuri irridixxenti tal-malva ta’ Venezja.
"Pereżempju, speċijiet li huma relatati mill-qrib iżda li jikbru f'reġjuni ġeografiċi differenti jista 'jkollhom mudelli ta' petali differenti ħafna. Il-fehim għala t-tagħqid tal-petali tvarja u kif dan jista’ jaffettwa r-relazzjoni bejn il-pjanti u d-dakkra tagħhom jista’ jgħin biex il-politiki jiġu infurmati aħjar fil-ġestjoni futura tas-sistemi ambjentali u l-konservazzjoni tal-bijodiversità.”
Jinvestiga dak li jmexxi l-mudelli tal-petali 3D
Ir-riċerkaturi ħadu approċċ gradwali għall-investigazzjonijiet. L-ewwel osservaw l-iżvilupp tal-petali u nnutaw li l-mudelli tal-rita jidhru meta ċ-ċelloli jittawlu, u dan jissuġġerixxi li t-tkabbir kien importanti. Imbagħad iddeterminaw jekk il-kejl ta 'parametri fiżiċi relatati mat-tkabbir, bħall-espansjoni taċ-ċelluli u l-ħxuna tar-rita, setgħux ibassru b'mod adegwat il-mudelli osservati, u sabu li ma setgħux. Imbagħad għamlu pass lura biex jippruvaw jidentifikaw dak li kien nieqes.
Il-proprjetajiet ta 'materjal, kemm jekk inorganiku jew prodott minn ċelluli ħajjin bħall-rita, x'aktarx li jiddependu fuq in-natura kimika ta' dan il-materjal. B'dan f'moħħhom, ir-riċerkaturi ddeċidew li jħarsu lejn il-kimika tar-rita, u sabu li, tabilħaqq, dan huwa fattur ta 'kontroll. Biex jagħmlu dan, l-ewwel użaw metodu ġdid mill-qasam tal-kimika biex janalizzaw il-kompożizzjoni tar-rita f'punti speċifiċi ħafna madwar il-petali. Dan wera li r-reġjuni tal-petali b'tessuti kontrastanti (lixx jew strijati) huma wkoll differenti fil-kimika tal-wiċċ tagħhom.
Meta tqabbel ma 'rita lixxa, sabu li r-rita strijata għandha livelli għoljin ta' aċidu dihydroxy-palmitic u xama 'u livelli baxxi ta' komposti fenoliċi. Biex jittestjaw jekk il-kimika tal-rita kienet tabilħaqq importanti, huma mbagħad pijunieri f'approċċ transġeniku f'Hibiscus biex jibdlu l-kimika tal-rita direttament fil-pjanti, bl-użu ta 'ġeni simili għal dawk magħrufa li jikkontrollaw il-produzzjoni ta' molekuli tar-rita f'impjant mudell differenti, Arabidopsis.
Dan wera li n-nisġa tar-rita tista 'tiġi modifikata, mingħajr ma tinbidel it-tkabbir taċ-ċelluli, sempliċement billi timmodifika l-kompożizzjoni tar-rita. Kif tista' l-kimika tar-rita tikkontrolla t-tiwi 3D tagħha? Ir-riċerkaturi jaħsbu li bidla fil-rita kimika taffettwa l-proprjetajiet mekkaniċi tar-rita peress li, anke meta mġebbda bl-użu ta 'apparat speċjali, petali transġeniċi b'rita lixxa baqgħu lixxi, b'differenza minn dawk minn pjanti tat-tip selvaġġ.