Өсүмдүктөр бар басымдуу көпчүлүгүн колониялаштырган жер бетинин. Демек, алардын ийгилигинин ачкычы эмнеде?
Адамдар көбүнчө өсүмдүктөрдү жөнөкөй, маанисиз жашоо формалары деп ойлошот. Алар бир жерде жашашы мүмкүн, бирок илимпоздор өсүмдүктөр жөнүндө көбүрөөк билсе, кыйла татаал жана жооп берет алар экенин түшүнөбүз. Алар жергиликтүү шарттарга мыкты көнүшөт. Өсүмдүктөрдүн адистери, алар өнүп чыккан жерге жакын жердеги нерселердин бардыгын колдонушат.
Өсүмдүктөрдүн жашоосунун татаалдыктарын билүү адамдарды таң калтырат. Өсүмдүктөрдү изилдөө да ынануу үчүн биз дагы эле эгин өстүрө алабыз келечекте климаттын өзгөрүшү биздин аба ырайын барган сайын экстремалдуу кылат.
Экологиялык сигналдар өсүмдүктөрдүн өсүшүн жана өнүгүүсүн калыптандырат. Мисалы, көптөгөн өсүмдүктөр колдонулат күндүн узактыгы белги катары гүлдөө үчүн. Өсүмдүктөрдүн жашырылган жарымы, тамырлары, ошондой эле алардын формасы суу жана азыктандыруучу заттар үчүн оптималдаштырылышын камсыз кылуу үчүн алардын айланасындагы белгилерди колдонушат.
Тамырлар өсүмдүктөрдү кургакчылык сыяктуу стресстен, формасын ыңгайлаштыруу менен коргойт (бутактарды көбөйтүү үчүн жердин аянты, мисалы) көбүрөөк суу табуу үчүн. Бирок жакынкы убакка чейин биз тамырлардын айланадагы топуракта суу бар-жогун кантип сезерин түшүнгөн эмеспиз.
Суу Жердеги эң маанилүү молекула. Өтө көп же өтө аз болсо экосистеманы бузушу мүмкүн. Климаттын өзгөрүүсүнүн кыйратуучу таасири (жакында Европада жана Чыгыш Африкада байкалгандай) болууда суу ташкындары жана кургакчылык дагы көп кездешет. бери Климаттын өзгөрүшү is жамгыр үлгүлөрүн түзүү уламдан-улам туруксуз болуп, өсүмдүктөрдүн реакциясын үйрөнүшөт суу жетишсиздиги айыл чарба өсүмдүктөрүн туруктуураак кылуу үчүн абдан маанилүү болуп саналат.
Өсүмдүк жана топурак таануучулардан жана математиктерден турган биздин коллектив жакында эле табылган кантип өсүмдүк тамыры сууну максималдуу алуу үчүн алардын формасын ылайыкташат. Тамыры, адатта, туурасынан бутактанат. Бирок алар суу менен байланышын жоготкондо (мисалы, топурактагы аба толтурулган боштук аркылуу өсүүдө) бутактанууну тындырышат жана тамырлар нымдуу топуракка кайра кошулгандан кийин гана бутактанууну улантат.
Биздин команда өсүмдүктөр деп аталган системаны колдонорун аныкташкан гидросигналдаштыруу жооп катары тамырлардын бутактары кайда башкаруу суунун болушу топуракта.
Гидросигнализация - бул өсүмдүктөрдүн суунун кайда экенин, нымдуулуктун деңгээлин түздөн-түз өлчөө жолу менен эмес, өсүмдүктөрдүн ичиндеги суу менен кыймылдаган башка эрүүчү молекулаларды сезүү жолу. Бул бир гана мүмкүн, анткени (айырмаланып жаныбарлардын клеткалары) өсүмдүк клеткалары бири-бири менен байланышкан кичинекей тешикчелер менен.
Бул тешикчелер суу менен майда эрүүчү молекулалардын (анын ичинде гормондордун) ортосунда чогуу жүрүүсүнө шарт түзөт тамыр клеткалар жана ткандар. Суу өсүмдүк тамыры тарабынан кабыл алынганда, ал эң сырткы эпидермис клеткалары аркылуу өтөт.
Сырткы тамыр клеткаларында да а ауксин деп аталган бутактанууга көмөкчү гормон. Сууну алуу ауксинди ички тамыр кыртыштарына мобилизациялоо менен бутактанууну ишке ашырат. Сырттан суу жок болгондо, айталы, тамыр аба толтурулган боштуктан өсүп чыкканда, тамырдын учу дагы эле өсүш үчүн сууга муктаж.
Демек, тамырлар топурактан суу ала албай калганда, тамырдын ичиндеги өз тамырларынан сууга таянууга туура келет. Бул суунун кыймылынын багытын өзгөртүп, аны азыр сыртка жылдырып, бутактуу ауксин гормонунун агымын бузат.
Завод ошондой эле жасайт АБА деп аталган бутактанууга каршы гормон анын тамыр тамырларында. ABA да суунун агымы менен ауксинге карама-каршы багытта жылыйт. Демек, тамырлар өсүмдүктөрдүн тамырларынан сууну ылдый тартканда, тамырлар да бутактанууга каршы гормонду өзүнө тартат.
ABA тамыр клеткаларын бириктирген бардык майда тешикчелерди жабуу менен тамырдын бутактарын токтотот - бир аз кемедеги жарылуу эшиктери сыяктуу. Бул тамыр клеткаларын бири-биринен ажыратат жана ауксиндин суу менен эркин кыймылын токтотуп, тамырдын бутактарын тосот. Бул жөнөкөй система өсүмдүктөрдүн тамырларын жергиликтүү суунун шарттарына өз формасын жакшы ыңгайлаштырууга мүмкүндүк берет. Бул xerobranching деп аталат (нөлдүк деп айтылат).
Биздин изилдөөбүз ошондой эле өсүмдүктүн тамыры анын бутактары катары суунун жоголушун азайтуу үчүн ушундай системаны колдонорун аныктады. Жалбырактар суунун жоголушун токтотот кургакчылык учурунда бетиндеги стома деп аталган микро тешикчелерди жабуу менен. Стоматанын жабылышы да ABA гормону менен шартталган. Ошо сыяктуу эле, тамырларда ABA азайтат суу жоготуу ар бир тамыр клеткасын бириктирген плазмодесмата деп аталган нано-тешикчелерди жабуу менен.
Помидор, тал кресс, жүгөрү, буудай жана арпанын тамырлары ар кандай топурак жана климаттык шарттарда өнүккөнүнө карабастан, нымдуулукка ушинтип жооп беришет. Мисалы, помидор Түштүк Американын чөлүндө пайда болгон, ал эми тале кресс Орто Азиянын мелүүн аймактарынан келет. Бул ксеробранчинг гүлдөгөн өсүмдүктөрдө кеңири таралган өзгөчөлүк экенин көрсөтүп турат, алар папоротник сыяктуу гүлсүз өсүмдүктөргө караганда 200 миллион жылдан ашык жаш.
Папоротниктердин тамыры, эрте өнүгүп келе жаткан кургактыктагы өсүмдүктөрдүн түрү сууга мындай жооп бербейт. Алардын тамыры бир калыпта өсөт. Бул гүлдөгөн түрлөр жакшыраак ыңгайлашарын көрсөтүп турат суу папоротниктер сыяктуу мурунку кургактагы өсүмдүктөргө караганда стресс.
Гүлдүү өсүмдүктөр гүлдөгөн түрлөргө караганда кененирээк экосистеманы жана чөйрөнү колониялай алат. Дүйнө жүзү боюнча жаан-чачындардын тез өзгөрүшүн эске алуу менен, жөндөмдүү өсүмдүктөр топурактын нымдуулук шарттарынын кеңири спектрин сезүү жана ыңгайлашуу азыр болуп көрбөгөндөй маанилүү.