കേംബ്രിഡ്ജ് ഗവേഷകർ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, തേനീച്ചകൾക്ക് ദൃശ്യമാകുന്ന വ്യതിരിക്തമായ സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ സസ്യങ്ങൾക്ക് അവയുടെ ദളങ്ങളുടെ പ്രതലത്തിന്റെ രസതന്ത്രം നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന്.
മിക്ക പൂക്കളും വർണ്ണാഭമായി കാണപ്പെടുന്ന പിഗ്മെന്റുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും പരാഗണത്തിന് ഒരു ദൃശ്യ സൂചകമായി പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ചില പൂക്കൾ അവയുടെ ഇതളുകളുടെ പ്രതലങ്ങളിൽ സൂക്ഷ്മ ത്രിമാന പാറ്റേണുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ സമാന്തര സ്ട്രൈഷനുകൾ പ്രകാശത്തിന്റെ പ്രത്യേക തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു, അത് മനുഷ്യനേത്രങ്ങൾക്ക് എല്ലായ്പ്പോഴും ദൃശ്യമാകാത്തതും എന്നാൽ തേനീച്ചകൾക്ക് ദൃശ്യമാകുന്നതുമായ ഒരു iridescent ഒപ്റ്റിക്കൽ പ്രഭാവം ഉണ്ടാക്കുന്നു.
പരാഗണകാരികളിൽ നിന്ന് ശ്രദ്ധ നേടുന്നതിന് ധാരാളം മത്സരങ്ങളുണ്ട് - ലോകത്തിലെ 35% വിളകളും മൃഗങ്ങളുടെ പരാഗണത്തെ ആശ്രയിക്കുന്നതിനാൽ - കൃഷി, ജൈവവൈവിധ്യം, സംരക്ഷണം എന്നിവയിലെ ഭാവി ഗവേഷണങ്ങളും നയങ്ങളും നയിക്കുന്നതിന് പരാഗണത്തെ പ്രീതിപ്പെടുത്തുന്ന തരത്തിൽ സസ്യങ്ങൾ എങ്ങനെ ദളങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കുന്നു.
കേംബ്രിഡ്ജിലെ പ്ലാന്റ് സയൻസസ് ഡിപ്പാർട്ട്മെന്റിലെ പ്രൊഫസർ ബെവർലി ഗ്ലോവറിന്റെ നേതൃത്വത്തിലുള്ള ഗവേഷണം, ദളങ്ങളുടെ പാറ്റേണിംഗിൽ കണ്ണിൽ കാണുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ഉണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. മുൻ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് നേർത്തതും സംരക്ഷിതവുമായ മെക്കാനിക്കൽ ബക്ക്ലിംഗ് ആണ് പുറംതൊലി വളരുന്ന ഇളം ദളങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള പാളി സൂക്ഷ്മമായ വരമ്പുകളുടെ രൂപീകരണത്തിന് കാരണമാകും.
ഈ സെമി-ഓർഡർഡ് വരമ്പുകൾ ബംബിൾബീകൾക്ക് കാണാൻ കഴിയുന്ന നീല-യുവി സ്പെക്ട്രത്തിൽ ദുർബലമായ iridescent നീല-ഹാലോ പ്രഭാവം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ചില പൂക്കളിൽ മാത്രം അല്ലെങ്കിൽ ദളങ്ങളുടെ ചില ഭാഗങ്ങളിൽ പോലും ആ സ്ട്രൈറ്റുകൾ ഉണ്ടാകുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് മനസ്സിലായില്ല.
പ്രൊഫസർ ഗ്ലോവറിന്റെ ലാബിൽ ഈ ഗവേഷണം ആരംഭിച്ച എഡ്വിജ് മൊയ്റൂഡ്, ഇപ്പോൾ സെയിൻസ്ബറി ലബോറട്ടറിയിൽ സ്വന്തം ഗവേഷണ ഗ്രൂപ്പിനെ നയിക്കുന്നു, ഓസ്ട്രേലിയൻ സ്വദേശിയായ വെനീസ് മാല്ലോ (ഹൈബിസ്കസ് ട്രയോണം) ഒരു പുതിയ മാതൃകാ ഇനമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഈ നാനോ ഘടനകൾ വികസിക്കുന്നു.
"ഞങ്ങളുടെ പ്രാരംഭ മോഡൽ പ്രവചിച്ചത്, എത്ര കോശങ്ങൾ വളരുന്നു, എത്ര പുറംതൊലി ഉണ്ടാക്കുന്നു എന്നത് സ്ട്രൈഷനുകളുടെ രൂപീകരണത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങളാണ്," ഡോ. മൊയ്റൂഡ് പറഞ്ഞു, "എന്നാൽ ഞങ്ങൾ മോഡൽ പരീക്ഷിക്കാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ പരീക്ഷണാത്മക ജോലി അവയുടെ രൂപീകരണം ക്യൂട്ടിക്കിൾ കെമിസ്ട്രിയെ വളരെയധികം ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് വെനീസ് മാല്ലോയിൽ ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, ഇത് പുറംതൊലിക്ക് കാരണമാകുന്ന ശക്തികളോട് എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നു എന്നതിനെ ബാധിക്കുന്നു.
“ഞങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്ന അടുത്ത ചോദ്യം, ഒരു നാനോ സ്ട്രക്ചർ-ബിൽഡിംഗ് മെറ്റീരിയലായി, വ്യത്യസ്ത രസതന്ത്രങ്ങൾക്ക് പുറംതൊലിയിലെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ എങ്ങനെ മാറ്റാൻ കഴിയും എന്നതാണ്. വ്യത്യസ്ത രാസഘടനകൾ വ്യത്യസ്ത വാസ്തുവിദ്യയോ അല്ലെങ്കിൽ വ്യത്യസ്ത കാഠിന്യമോ ഉള്ള ഒരു പുറംതൊലിയിൽ കലാശിച്ചേക്കാം, അതിനാൽ ദളങ്ങൾ വളരുമ്പോൾ കോശങ്ങൾ അനുഭവിക്കുന്ന ശക്തികളോട് പ്രതികരിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യത്യസ്ത രീതികൾ.”
ഒരുമിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളുടെ സംയോജനവും സസ്യങ്ങൾ അവയുടെ ഉപരിതലം രൂപപ്പെടുത്താൻ അനുവദിക്കുന്നതും ഈ പ്രോജക്റ്റ് വെളിപ്പെടുത്തി. ഡോ. മൊയ്റൂഡ് കൂട്ടിച്ചേർത്തു, “സസ്യങ്ങൾ അതിശക്തമായ രസതന്ത്രജ്ഞരാണ്, ഈ ഫലങ്ങൾ അവയുടെ ദളങ്ങളിൽ ഉടനീളം വ്യത്യസ്ത ടെക്സ്ചറുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് അവയുടെ പുറംചട്ടയുടെ രസതന്ത്രത്തെ എങ്ങനെ കൃത്യമായി ട്യൂൺ ചെയ്യാമെന്ന് വ്യക്തമാക്കുന്നു. സൂക്ഷ്മതലത്തിൽ രൂപപ്പെടുന്ന പാറ്റേണുകൾക്ക് പരാഗണകാരികളുമായുള്ള ആശയവിനിമയം മുതൽ സസ്യഭുക്കുകൾക്കോ രോഗകാരികൾക്കോ എതിരായ പ്രതിരോധം വരെ നിരവധി പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവഹിക്കാൻ കഴിയും.
"അവ പരിണാമപരമായ വൈവിധ്യവൽക്കരണത്തിന്റെ ശ്രദ്ധേയമായ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്, പരീക്ഷണങ്ങളും കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ മോഡലിംഗും സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ സസ്യങ്ങൾക്ക് അവയെ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കാമെന്ന് ഞങ്ങൾ കുറച്ചുകൂടി നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു."
കണ്ടെത്തലുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിക്കും നിലവിലുള്ള ജീവശാസ്ത്രം.
"ഈ ഉൾക്കാഴ്ചകൾ ജൈവവൈവിധ്യത്തിനും ഉപയോഗപ്രദമാണ് സംരക്ഷണ പ്രവർത്തനം കാരണം, സസ്യങ്ങൾ അവയുടെ പരിസ്ഥിതിയുമായി എങ്ങനെ ഇടപഴകുന്നു എന്ന് വിശദീകരിക്കാൻ അവ സഹായിക്കുന്നു, ”കേംബ്രിഡ്ജ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി ബൊട്ടാണിക് ഗാർഡന്റെ ഡയറക്ടർ കൂടിയായ പ്രൊഫസർ ഗ്ലോവർ പറഞ്ഞു, അതിൽ ഗവേഷകർ ആദ്യം വെനീസ് മാലോയിലെ വർണ്ണാഭമായ പൂക്കൾ ശ്രദ്ധിച്ചു.
"ഉദാഹരണത്തിന്, അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതും എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത ഭൂമിശാസ്ത്രപരമായ പ്രദേശങ്ങളിൽ വളരുന്നതുമായ സ്പീഷിസുകൾക്ക് വളരെ വ്യത്യസ്തമായ ദളങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം. പെറ്റൽ പാറ്ററിംഗ് എന്തുകൊണ്ടാണ് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നത് എന്നും ഇത് സസ്യങ്ങളും അവയുടെ പരാഗണകാരികളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുമെന്നും മനസ്സിലാക്കുന്നത് പരിസ്ഥിതി വ്യവസ്ഥകളുടെ ഭാവി മാനേജ്മെന്റിലും ജൈവവൈവിധ്യ സംരക്ഷണത്തിലും നയങ്ങൾ നന്നായി അറിയിക്കാൻ സഹായിക്കും.
3D പെറ്റൽ പാറ്റേണിംഗിനെ നയിക്കുന്നത് എന്താണെന്ന് അന്വേഷിക്കുന്നു
ഗവേഷകർ അന്വേഷണത്തിൽ ഘട്ടം ഘട്ടമായുള്ള സമീപനമാണ് സ്വീകരിച്ചത്. അവർ ആദ്യം ദളങ്ങളുടെ വികാസം നിരീക്ഷിക്കുകയും കോശങ്ങൾ നീളമേറിയപ്പോൾ പുറംതൊലി പാറ്റേണുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുകയും ചെയ്തു, വളർച്ച പ്രധാനമാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. കോശ വികാസം, പുറംതൊലി കനം എന്നിവ പോലുള്ള വളർച്ചയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഫിസിക്കൽ പാരാമീറ്ററുകൾ അളക്കുന്നത് നിരീക്ഷിച്ച പാറ്റേണുകളെ വേണ്ടത്ര പ്രവചിക്കാൻ കഴിയുമോ എന്ന് അവർ നിർണ്ണയിച്ചു, മാത്രമല്ല അവയ്ക്ക് കഴിയില്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി. എന്താണ് നഷ്ടപ്പെട്ടതെന്ന് തിരിച്ചറിയാൻ അവർ പിന്നീട് ഒരു പടി പിന്നോട്ട് പോയി.
ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ, അജൈവമോ അല്ലെങ്കിൽ ക്യൂട്ടിക്കിൾ പോലെയുള്ള ജീവനുള്ള കോശങ്ങൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതോ, ഈ പദാർത്ഥത്തിന്റെ രാസ സ്വഭാവത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഇത് കണക്കിലെടുത്ത്, ഗവേഷകർ ക്യൂട്ടിക്കിൾ കെമിസ്ട്രി പരിശോധിക്കാൻ തീരുമാനിച്ചു, ഇത് തീർച്ചയായും ഒരു നിയന്ത്രണ ഘടകമാണെന്ന് കണ്ടെത്തി. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, അവർ ആദ്യം കെമിസ്ട്രി ഫീൽഡിൽ നിന്ന് ഒരു പുതിയ രീതി ഉപയോഗിച്ചു, ദളത്തിലുടനീളം വളരെ നിർദ്ദിഷ്ട പോയിന്റുകളിൽ പുറംതൊലിയുടെ ഘടന വിശകലനം ചെയ്തു. വ്യത്യസ്തമായ ടെക്സ്ചറുകളുള്ള (മിനുസമാർന്നതോ വരയുള്ളതോ) ദളങ്ങളുടെ പ്രദേശങ്ങളും അവയുടെ ഉപരിതലത്തിന്റെ രസതന്ത്രത്തിൽ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നുവെന്ന് ഇത് കാണിച്ചു.
മിനുസമാർന്ന പുറംതൊലിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, വരയുള്ള പുറംതൊലിയിൽ ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഡൈഹൈഡ്രോക്സി-പാൽമിറ്റിക് ആസിഡും മെഴുക്കളും കുറഞ്ഞ അളവിലുള്ള ഫിനോളിക് സംയുക്തങ്ങളും ഉണ്ടെന്ന് അവർ കണ്ടെത്തി. ക്യൂട്ടിക്കിൾ കെമിസ്ട്രി യഥാർത്ഥത്തിൽ പ്രധാനമാണോ എന്ന് പരിശോധിക്കാൻ, അവർ ഹൈബിസ്കസിൽ ഒരു ട്രാൻസ്ജെനിക് സമീപനത്തിന് തുടക്കമിട്ടു, ക്യൂട്ടിക്കിൾ കെമിസ്ട്രി നേരിട്ട് സസ്യങ്ങളിൽ മാറ്റുന്നു, മറ്റൊരു മോഡൽ പ്ലാന്റായ അറബിഡോപ്സിസിലെ ക്യൂട്ടിക്കിൾ തന്മാത്രകളുടെ ഉത്പാദനം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് അറിയപ്പെടുന്ന ജീനുകൾക്ക് സമാനമായ ജീനുകൾ ഉപയോഗിച്ചു.
ക്യുട്ടിക്കിൾ ഘടനയിൽ മാറ്റം വരുത്തിക്കൊണ്ട്, കോശവളർച്ച മാറ്റാതെ, ക്യൂട്ടിക്കിൾ ഘടന പരിഷ്കരിക്കാമെന്ന് ഇത് കാണിച്ചു. ക്യൂട്ടിക്കിൾ കെമിസ്ട്രിക്ക് അതിന്റെ 3D ഫോൾഡിംഗ് എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കാനാകും? പുറംതൊലിയിലെ മാറ്റമാണ് ഗവേഷകർ കരുതുന്നത് രസതന്ത്രം ഒരു പ്രത്യേക ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് വലിച്ചുനീട്ടുമ്പോഴും, കാട്ടുതരം ചെടികളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, മിനുസമാർന്ന പുറംതൊലിയുള്ള ട്രാൻസ്ജെനിക് ദളങ്ങൾ മിനുസമാർന്നതായി നിലകൊള്ളുന്നതിനാൽ പുറംതൊലിയിലെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നു.