कैम्ब्रिज के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि मधुमक्खियों को दिखाई देने वाले इंद्रधनुषी संकेतों को बनाने के लिए पौधे अपनी पंखुड़ी की सतह के रसायन विज्ञान को नियंत्रित कर सकते हैं।
जबकि अधिकांश फूल वर्णक उत्पन्न करते हैं जो रंगीन दिखाई देते हैं और परागणकर्ताओं के लिए एक दृश्य संकेत के रूप में कार्य करते हैं, कुछ फूल अपनी पंखुड़ी सतहों पर सूक्ष्म त्रि-आयामी पैटर्न भी बनाते हैं। ये समानांतर धारियां प्रकाश की विशेष तरंग दैर्ध्य को एक इंद्रधनुषी ऑप्टिकल प्रभाव उत्पन्न करने के लिए दर्शाती हैं जो हमेशा मानव आंखों को दिखाई नहीं देती हैं, फिर भी मधुमक्खियों को दिखाई देती हैं।
परागणकर्ताओं से ध्यान आकर्षित करने के लिए बहुत प्रतिस्पर्धा है और - यह देखते हुए कि दुनिया की 35% फसलें पशु परागणकों पर निर्भर करती हैं - यह समझना कि पौधे कैसे पंखुड़ी पैटर्न बनाते हैं जो कृषि, जैव विविधता और संरक्षण में भविष्य के अनुसंधान और नीतियों को निर्देशित करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
कैम्ब्रिज के प्लांट साइंसेज विभाग में प्रोफेसर बेवर्ली ग्लोवर की टीम के नेतृत्व में किए गए शोध से पता चला है कि आंख से मिलने के अलावा पंखुड़ी पैटर्निंग के लिए और भी बहुत कुछ है। पिछले परिणामों ने संकेत दिया कि पतली, सुरक्षात्मक की यांत्रिक बकलिंग छल्ली युवा बढ़ती पंखुड़ियों की सतह पर परत सूक्ष्म लकीरों के गठन को गति प्रदान कर सकती है।
ये अर्ध-क्रम वाली लकीरें विवर्तन झंझरी के रूप में कार्य करती हैं जो नीले-यूवी स्पेक्ट्रम में एक कमजोर इंद्रधनुषी नीला-प्रभामंडल बनाने के लिए प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को दर्शाती हैं जिसे भौंरे देख सकते हैं। हालाँकि, ये धारियाँ केवल कुछ फूलों में या केवल पंखुड़ियों के कुछ हिस्सों पर ही क्यों बनती हैं, यह समझ में नहीं आया।
एडविग मोयरौड, जिन्होंने प्रोफेसर ग्लोवर की प्रयोगशाला में इस शोध को शुरू किया और अब सैन्सबरी प्रयोगशाला में अपने स्वयं के शोध समूह का नेतृत्व कर रहे हैं, ने ऑस्ट्रेलियाई देशी हिबिस्कस, वेनिस मैलो (हिबिस्कस ट्रियोनम) को एक नई मॉडल प्रजाति के रूप में विकसित किया है ताकि यह समझने की कोशिश की जा सके कि कैसे और कब ये नैनोस्ट्रक्चर विकसित होते हैं।
"हमारे प्रारंभिक मॉडल ने भविष्यवाणी की थी कि कितनी कोशिकाएं बढ़ती हैं और कितनी छल्ली उन कोशिकाओं को बनाती हैं, जो स्ट्राइक के गठन को नियंत्रित करने वाले प्रमुख कारक थे," डॉ। मोयरोड ने कहा, "लेकिन जब हमने मॉडल का परीक्षण करना शुरू किया प्रयोगिक काम वेनिस मल्लो में हमें पता चला कि उनका गठन भी क्यूटिकल केमिस्ट्री पर अत्यधिक निर्भर है, जो इस बात को प्रभावित करता है कि क्यूटिकल बकलिंग का कारण बनने वाली ताकतों पर कैसे प्रतिक्रिया करता है।
"अगला सवाल जो हम तलाशना चाहते हैं, वह यह है कि कैसे अलग-अलग रसायन छल्ली के यांत्रिक गुणों को एक नैनोस्ट्रक्चर-निर्माण सामग्री के रूप में बदल सकते हैं। यह हो सकता है कि विभिन्न रासायनिक रचनाओं के परिणामस्वरूप अलग-अलग वास्तुकला या अलग-अलग कठोरता के साथ एक छल्ली होती है और इसलिए कोशिकाओं द्वारा अनुभव की जाने वाली शक्तियों पर प्रतिक्रिया करने के विभिन्न तरीके होते हैं क्योंकि पंखुड़ी बढ़ती है।
इस परियोजना से पता चला कि एक साथ काम करने वाली प्रक्रियाओं का एक संयोजन है और पौधों को अपनी सतहों को आकार देने की अनुमति देता है। डॉ. मोयरौड ने कहा, "पौधे दुर्जेय रसायनज्ञ हैं और ये परिणाम बताते हैं कि कैसे वे अपनी पंखुड़ियों के अलग-अलग बनावट बनाने के लिए अपनी छल्ली के रसायन को ठीक से ट्यून कर सकते हैं। सूक्ष्म पैमाने पर गठित पैटर्न परागणकों के साथ संचार से जड़ी-बूटियों या रोगजनकों के खिलाफ रक्षा के लिए कई प्रकार के कार्यों को पूरा कर सकते हैं।
"वे विकासवादी विविधीकरण के उदाहरण हैं और प्रयोगों और कम्प्यूटेशनल मॉडलिंग के संयोजन से हम थोड़ा बेहतर समझने लगे हैं कि पौधे उन्हें कैसे बना सकते हैं।"
में निष्कर्ष प्रकाशित किए जाएंगे वर्तमान जीवविज्ञान.
"ये अंतर्दृष्टि जैव विविधता के लिए भी उपयोगी हैं और संरक्षण कार्य क्योंकि वे यह समझाने में मदद करते हैं कि पौधे अपने पर्यावरण के साथ कैसे बातचीत करते हैं, ”प्रोफेसर ग्लोवर ने कहा, जो कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी बोटैनिकल गार्डन के निदेशक भी हैं, जिसमें शोधकर्ताओं ने पहली बार वेनिस मैलो के इंद्रधनुषी फूलों को देखा।
"उदाहरण के लिए, ऐसी प्रजातियाँ जो निकट से संबंधित हैं लेकिन जो विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों में बढ़ती हैं, उनमें बहुत भिन्न पंखुड़ियाँ हो सकती हैं। यह समझना कि पंखुड़ी पीटना क्यों भिन्न होता है और यह पौधों और उनके परागणकों के बीच संबंधों को कैसे प्रभावित कर सकता है, पर्यावरण प्रणालियों के भविष्य के प्रबंधन और जैव विविधता के संरक्षण में नीतियों को बेहतर ढंग से सूचित करने में मदद कर सकता है।
जांच की जा रही है कि 3डी पंखुड़ी पैटर्निंग को क्या प्रेरित करता है
शोधकर्ताओं ने जांच के लिए एक चरणबद्ध दृष्टिकोण अपनाया। उन्होंने सबसे पहले पंखुड़ी के विकास को देखा और देखा कि क्यूटिकल पैटर्न तब दिखाई देते हैं जब कोशिकाएं बढ़ती हैं, यह सुझाव देते हुए कि विकास महत्वपूर्ण था। फिर उन्होंने यह निर्धारित किया कि क्या विकास से संबंधित भौतिक मापदंडों को मापना, जैसे कि सेल विस्तार और छल्ली की मोटाई, देखे गए पैटर्न का पर्याप्त रूप से अनुमान लगा सकते हैं, और पाया कि वे नहीं कर सकते। इसके बाद उन्होंने एक कदम पीछे की ओर ले जाकर यह पता लगाने की कोशिश की कि क्या कमी रह गई थी।
एक सामग्री के गुण, चाहे अकार्बनिक या क्यूटिकल जैसी जीवित कोशिकाओं द्वारा निर्मित, इस सामग्री की रासायनिक प्रकृति पर निर्भर होने की संभावना है। इसे ध्यान में रखते हुए, शोधकर्ताओं ने क्यूटिकल केमिस्ट्री को देखने का फैसला किया, और पाया कि, वास्तव में, यह एक नियंत्रित कारक है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने सबसे पहले पंखुड़ी के बहुत विशिष्ट बिंदुओं पर छल्ली की संरचना का विश्लेषण करने के लिए रसायन विज्ञान क्षेत्र से एक नई विधि का उपयोग किया। इससे पता चला कि विषम बनावट (चिकनी या धारीदार) वाले पंखुड़ी क्षेत्र भी उनकी सतह के रसायन विज्ञान में भिन्न होते हैं।
चिकने छल्ली की तुलना में, उन्होंने पाया कि धारीदार छल्ली में डायहाइड्रॉक्सी-पामिटिक एसिड और मोम के उच्च स्तर और फेनोलिक यौगिकों के निम्न स्तर होते हैं। यह परीक्षण करने के लिए कि क्या छल्ली रसायन वास्तव में महत्वपूर्ण था, फिर उन्होंने पौधों में सीधे छल्ली रसायन को बदलने के लिए हिबिस्कस में एक ट्रांसजेनिक दृष्टिकोण का बीड़ा उठाया, एक अलग मॉडल संयंत्र, अरबिडोप्सिस में छल्ली अणुओं के उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए ज्ञात जीन का उपयोग करके।
इससे पता चला कि छल्ली संरचना को संशोधित करके, कोशिका वृद्धि को बदले बिना छल्ली बनावट को संशोधित किया जा सकता है। क्यूटिकल केमिस्ट्री अपने 3डी फोल्डिंग को कैसे नियंत्रित कर सकती है? शोधकर्ताओं का मानना है कि छल्ली में बदलाव रसायन विज्ञान छल्ली के यांत्रिक गुणों को प्रभावित करता है, क्योंकि एक विशेष उपकरण का उपयोग करते हुए भी, जंगली प्रकार के पौधों के विपरीत, चिकनी छल्ली के साथ ट्रांसजेनिक पंखुड़ियाँ चिकनी रहती हैं।