दोन प्रकाशनांमध्ये, उट्रेच जीवशास्त्रज्ञ आणि आंतरराष्ट्रीय सहकारी वनस्पतींनी उष्णतेशी जुळवून घेण्यासाठी वापरल्या जाणार्या प्रक्रियांचे वर्णन करतात. सर्वोत्कृष्ट उच्च तापमानात वनस्पती चांगल्या प्रकारे कसे कार्य करतात यावरील शोध हे अंतर्दृष्टी प्रदान करतात. हे वनस्पतींच्या वाढीवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी आणि त्यांना ग्लोबल वार्मिंगला अधिक प्रतिरोधक बनवण्याच्या दिशेने एक पाऊल टाकू शकते. संशोधकांनी त्यांचे परिणाम द प्लांट जर्नल आणि नेचर कम्युनिकेशन्समध्ये प्रकाशित केले आहेत.
वाळवंटात ध्रुवीय अस्वल
तरीही अनेक वनस्पती प्रजातींनी उच्च तापमानाचा सामना करण्याचे मार्ग विकसित केले आहेत. "प्राण्यांच्या विपरीत, अनेक वनस्पती उबदारपणा आणि इतर पर्यावरणीय घटकांच्या प्रतिसादात त्यांच्या शरीराच्या आकाराशी जुळवून घेऊ शकतात," असे संशोधक मार्टिजन व्हॅन झेंटेन म्हणतात, जे उट्रेच विद्यापीठाशी संलग्न आहेत आणि दोन्ही प्रकाशनांमध्ये योगदान दिले आहेत. "प्राणी ही एक वेगळी कथा आहे. सोप्या भाषेत सांगायचे तर, जर तुम्ही वाळवंटात ध्रुवीय अस्वलाला ठेवले तर ते जाड फर कोट असलेल्या ध्रुवीय अस्वलासारखे दिसेल. पण जर एखादी वनस्पती उष्ण वातावरणात वाढली तर ती त्याच्या शरीराच्या आकाराशी जुळवून घेते. अशा प्रकारे, वनस्पती या कमी अनुकूल परिस्थितीत चांगल्या प्रकारे कार्य करण्याचा प्रयत्न करते."
कॉम्पॅक्ट पासून खुल्या वनस्पती फॉर्म
अनेक वनस्पती प्रजाती त्यांच्या देठ आणि पानांचा आकार त्यांना उच्च तापमानास अधिक प्रतिरोधक बनवू शकतात. हे थेले क्रेस (अरॅबिडोप्सिस थालियाना) साठी देखील खरे आहे, ज्याला अनेक वनस्पती जीवशास्त्रज्ञ त्यांचे आवडते वनस्पती मॉडेल मानतात. थंड परिस्थितीत, ही झाडे कॉम्पॅक्ट असतात आणि त्यांची पाने जमिनीच्या जवळ असतात. जेव्हा तापमान वाढते, तेव्हा ते अधिक खुले पवित्रा घेतात. पाने, उदाहरणार्थ, अधिक सरळ होतात. यामुळे सूर्यापासून थेट किरणोत्सर्ग मोठ्या प्रमाणात कमी होतो. याव्यतिरिक्त, पानांचे देठ ताणले जातील, ज्यामुळे अधिक वारा पानांमधून जाऊ शकेल आणि उष्णता नष्ट करेल.
इच्छित आणि अवांछित stretching
तरीही पिके आणि (कट) फुलांमध्ये, अशा प्रकारचे ताणणे अनेकदा अवांछित असते. उत्पादकांना हे बदल नियंत्रित करायचे आहेत कारण स्ट्रेचिंग उत्पादनाच्या गुणवत्तेत अडथळा आणू शकते. “परंतु त्याच वेळी, हवामानातील बदलामुळे पिकांना जास्त तापमानाला अधिक प्रतिरोधक बनवण्यासाठी अनुकूलन आवश्यक आहे. दीर्घकालीन उत्पादन टिकवून ठेवण्यासाठी ते आवश्यक आहे,” व्हॅन झेंटेन म्हणतात.
वनस्पतींना अधिक हवामान-सहनशील बनवणे
व्हॅन झेंटेन म्हणतात, “अनेक लागवड केलेल्या पिकांनी उच्च तापमानाला चांगला प्रतिसाद देण्याची क्षमता गमावली आहे. "विविध पिकांमध्ये, ते पाळीव आणि प्रजनन प्रक्रियेदरम्यान नाहीसे झाले कारण प्रजननकर्त्यांनी प्रामुख्याने इतर वैशिष्ट्यांवर लक्ष केंद्रित केले."
हवामानातील बदलामुळे तापमानात वाढ होत असल्याने, वनस्पतींना अधिक हवामान-सहिष्णु बनवण्याची गरज वाढत असल्याचे व्हॅन झेंटेन म्हणतात. “यासाठी वनस्पती उच्च तापमानाचा सामना कसा करतात याचे ज्ञान आवश्यक आहे. ते प्राप्त होणारे तापमान सिग्नल वाढीच्या रुपांतरांमध्ये कसे रूपांतरित करतात? आण्विक यंत्रणेचे संशोधन करणे ज्याद्वारे वनस्पती उप-अनुकूल तापमानाशी जुळवून घेतात, प्रजननाद्वारे पिकांचे आर्किटेक्चर समायोजित करण्यासाठी साधनांना अनुमती देते."
आण्विक यंत्रणा उष्णतेच्या स्थितीवर स्विच करते
थॅले क्रेस वनस्पती जे यापुढे जास्त तापमानाशी जुळवून घेत नाहीत ते विशिष्ट रसायनांच्या संपर्कात आल्यावर ती क्षमता पुन्हा मिळवू शकतात. व्हॅन झांटेन यांच्या नेतृत्वाखालील आंतरराष्ट्रीय संशोधन पथकाने हा शोध लावला. या संघाने थॅले क्रेस उत्परिवर्ती पदार्थांवर मोठ्या प्रमाणात चाचणी केली जी यापुढे उच्च तापमानाशी जुळवून घेत नाहीत. त्यांना एक रेणू सापडला जो कमी तापमानातही तरुण वनस्पतींमध्ये उच्च तापमानाशी जुळवून घेण्यास ‘स्विच ऑन’ करू शकतो.
संशोधक या संयुगाला 'हीटिन' म्हणतात. रासायनिक रीतीने रेणू सुधारित करून आणि नंतर कोणते प्रथिने गरम करण्यासाठी बांधू शकतात याचा अभ्यास करून, त्यांना नायट्रिलेसेस नावाचा प्रथिनांचा समूह सापडला. ओळखले जाणारे उपसमूह फक्त कोबी आणि संबंधित प्रजातींमध्ये आढळतात, ज्यामध्ये थेल क्रेसचा समावेश आहे.
वनस्पती प्रजनन कंपनीसह, जीवशास्त्रज्ञांनी शोधून काढले की खरंच कोबीच्या प्रजाती गरम होण्यास प्रतिसाद देतात. त्यांनी हे देखील शोधून काढले की नायट्रिलेसेस उच्च तापमानाशी जुळवून घेण्यासाठी आवश्यक आहेत, कदाचित ते सुप्रसिद्ध ग्रोथ हार्मोन ऑक्सीनचे उत्पादन सक्षम करतात. संशोधकांनी हा शोध द प्लांट जर्नलमध्ये प्रकाशित केला आहे.
उच्च-तापमान अनुकूलतेसाठी नवीन मार्ग
Heatin परिणामांचे प्रकाशन आज नेचर कम्युनिकेशन्समधील दुसर्या प्रकाशनाशी जुळते. त्या संशोधनाचे नेतृत्व बेल्जियममधील VIB संस्थेतील शास्त्रज्ञांनी केले होते, त्यात व्हॅन झेंटेन यांचाही सहभाग होता. संघाने पूर्वी वर्णन न केलेले प्रथिन शोधले जे वनस्पतींना उबदार वातावरणाशी जुळवून घेण्याचे नियमन करते. प्रथिनाचे नाव MAP4K4/TOT3 होते, TOT म्हणजे तापमानाचे लक्ष्य.
उल्लेखनीय म्हणजे, TOT3-चालित प्रक्रिया इतर सर्व सिग्नलिंग मार्गांपेक्षा मोठ्या प्रमाणावर स्वतंत्र आहे जी जीवशास्त्रज्ञांनी आतापर्यंत वनस्पतींमध्ये उष्णता अनुकूलनाशी जोडलेली आहे. याव्यतिरिक्त, TOT3 द्वारे केलेले रुपांतर हे झाडावर चमकणाऱ्या प्रकाशाच्या प्रमाणात आणि रचनांवर अवलंबून असल्याचे दिसत नाही.
व्हॅन झांटेन: “आण्विक यंत्रणेमध्ये मोठ्या प्रमाणात ओव्हरलॅप आहे ज्याद्वारे झाडे प्रकाश रचना आणि उच्च तापमानात बदल घडवून आणतात. TOT3 सह, आमच्याकडे आता एक घटक आहे ज्याच्या मदतीने आम्ही झाडाच्या प्रकाशाशी व्यवहार करण्याच्या पद्धतीमध्ये हस्तक्षेप न करता उच्च तापमानात वाढ नियंत्रित करू शकतो.”
विस्तृत अनुप्रयोग
व्हॅन झँटेन म्हणतात, “त्याला आणखी मनोरंजक बनवणारी गोष्ट म्हणजे TOT3 थॅले क्रेस आणि गहू दोन्हीमध्ये उच्च तापमानात वाढीच्या अनुकूलतेमध्ये समान भूमिका बजावते. या दोन प्रजाती अनुवांशिकदृष्ट्या एकमेकांपासून वेगळ्या आहेत. त्यामुळे व्यापक ऍप्लिकेशन्ससाठी मोठी क्षमता आहे.”
वाढ अवरोधकांना पर्यायी
शेवटी, TOT3 चे शोध आणि नायट्रिलेसेसची भूमिका हवामानातील बदलामुळे तापमानात वाढ होत असतानाही, पुरेशी पिके घेणे सुरू ठेवण्यास मदत करू शकतात. या शोधांमुळे आता वनस्पतींच्या वाढीस प्रतिबंध करण्यासाठी वापरल्या जाणार्या रसायनांना पर्याय विकसित करण्याची संधी देखील मिळते. उदाहरण म्हणून, व्हॅन झांटेनने कापलेल्या फुलांचा उल्लेख केला आहे, जे तापमान चढउतारांना जोरदार प्रतिसाद देतात. त्यामुळे फुलशेतीमध्ये, झाडे छान आणि कॉम्पॅक्ट ठेवण्यासाठी अनेक वाढ अवरोधकांचा वापर केला जातो.
"ज्या क्षणी तुम्ही ट्यूलिप्स खरेदी करता, उदाहरणार्थ, त्यांच्याकडे अजूनही एक छान लहान स्टेम आहे," व्हॅन झांटेन म्हणतात. “पण तुमच्या घरी काही दिवसांनी ते फुलदाणीच्या काठावर लटकायला लागतात. घरातील उच्च तापमानामुळे झाडे ताणली जातात, शेवटी ते लंगडे होतात आणि वाकतात. आम्हाला आशा आहे की नवीन ज्ञान नवीन फुलांच्या वाणांच्या निवडीसाठी योगदान देईल जे उच्च तापमानात कमी पसरतात. अशा प्रकारे, आम्ही हानिकारक वाढ अवरोधकांचा वापर कमी करू शकतो.
अधिक माहितीसाठी:
यूट्रेक्ट युनिव्हर्सिटी
www.uu.nl