رمزگشایی از یک معمای 100 ساله
به گزارش مجله پارمیسفان، ایرنا نوشت: یک مطالعه نو راز قدیمی در حوزه دیرین شناسی را برملا و تعیین نموده است که گیاهان اولیه چگونه به وسیله تغییراتی در سیستم های آوندی خود توانستند از محیط های آبی به خشکی گذر نمایند.
دانشمندان از سال ها پیش در کوشش بودند تا دریابند چگونه گیاهان اولیه زمین توانسته اند خود را با زیستگاه های تازه وفق دهند و به فراتر از محیط های مرطوب و باتلاقی اصلی خود بروند. این گیاهان کوچک بودند و معمولا بیش از چند سانتی متر ارتفاع نداشتند و در نزدیکی نهرها و برکه ها یافت می شدند.
با این حال، این گیاهان حدود 400 میلیون سال پیش سیستم های آوندی را توسعه دادند که به آنها اجازه می داد آب را به طور موثرتری از خاک استخراج و از آن برای فتوسنتز استفاده نمایند؛ تغییری که تاثیر قابل توجهی بر جو و زیست بوم های زمین داشت. اکنون تیمی از محققان با کشف این که چگونه این گیاهان باستانی توانسته اند در زیستگاه های تازه با دسترسی محدود به آب رشد نمایند، یک معمای 100 ساله را در دیرین شناسی حل نموده اند.
مطالعه ای که به وسیله تیمی از محققان دانشگاه ییل در نشریه ساینس منتشر شده است نشان می دهد که یک تغییر کوچک در سیستم آوندی گیاهان آنها را در برابر خشکسالی مقاوم تر نموده و به آنها اجازه داد تا در محیط های تازه و خشک تر رشد نمایند. این تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور کریگ برودرسن استاد دانشکده محیط زیست دانشگاه ییل کار نموده و نتایج این تحقیق راه های تازهی را برای اکتشاف در این زمینه باز نموده است.
انگیزه محرک این مطالعه تحقیقی ، مباحثات یک قرن اخیر در این خصوص بوده است که چرا سیستم آوندی ساده و استوانه ای گیاهان اولیه زمینی به سرعت به شکل های پیچیده تری تغییر یافت. در دهه 1920میلادی دانشمندان این پیچیدگی فزاینده در سوابق فسیلی را مورد توجه قرار دادند اما نتوانستند دلیل این تغییرات تکاملی را معین نمایند.
در طول دهه گذشته، برودرسن و همکاران او پیامدهای چگونگی ساخت سیستم های آوندی گیاهان امروزی بخصوص در شرایط خشکسالی را آنالیز کردند. هنگامی که گیاهان آغاز به خشک شدن می نمایند، حباب های هوا در آوند چوبی (xylem) - بافت تخصصی برای انتقال آب و مواد مغذی از خاک به ساقه ها و برگ ها - گیر می نمایند. حباب ها حرکت آب را مسدود می نمایند و در صورت عدم کنترل، آنها در سراسر شبکه پخش می شوند و ارتباط گیاهان با خاک را قطع می نمایند و در نهایت به مرگ گیاه منجر می شوند. امروزه جلوگیری از تشکیل و توسعه این حباب ها برای تحمل خشکسالی اهمیت حیاتی دارد. این تیم تحقیقاتی همین تفکر را برای شرح الگوهای سازمان دهی آوندی در سوابق فسیلی به کار برد.
سیستم های آوندی استوانه ای شکل در گیاهان اولیه زمین شبیه به دسته ای از نی (straws) بودند و در ابتدا در زیستگاه های آبی اولیه شان به خوبی به آن ها خدمت نموده بودند. اما هنگامی که آنها به زمینی با منابع آبی کمتر حرکت کردند مجبور شدند بر حباب های هوای ناشی از خشکسالی غلبه نمایند. گیاهان اولیه زمینی این کار را با تغییر شکل آوند چوبی اجدادی و استوانه ای شکل به شکل های پیچیده تر انجام دادند که از پخش شدن حباب های هوا جلوگیری می کرد.
از نظر تاریخی، مشاهده افزایش پیچیدگی آوندی در سوابق فسیلی، امری تصادفی و کم اهمیت و به عنوان محصول جانبی رشد مقدار گیاهان و ایجاد ساختارهای پیچیده تر آنها در نظر گرفته شده است. اما مطالعه تازه این دیدگاه را نقض می نماید.
مارتین بودا از محققان این مطالعه گفت: این اتفاق در واقع یک دلیل تکاملی برای آن وجود دارد. فشار شدید به دلیل خشکسالی باعث شد این اتفاق روی دهد. این معمای 100 ساله ای بود که اکنون به آن پاسخ داده ایم.
5858
منبع: خبرآنلاین