به نقل از «خبرگزاری برنا»

چرا یخ‌زدگی روی برخی گیاهان اثر مخربی ندارد؟

تاریخ انتشار: ۱۲ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۹۹۶۲۹۹

هنگامی‌که دمای محیط به زیر صفر می‌رسد، بلورهای یخ روی بسیاری از برگ‌های گیاهان تشکیل می‌شوند. با این وجود، آن‌ها معمولاً بدون آسیب در یخبندان زنده می‌مانند.

خبرگزاری برنا؛ با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی اسکن انجمادی ویژه، محققان موسسه جانورشناسی Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) توانستند تصاویری با وضوح بالا از فرآیندهای یخ زدن سطوح گیاهان بومی آلمان و قطب جنوب در در مقیاس نانو تهیه کنند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آن‌ها ساختارهای ریز مختلفی را بر روی سطوح برگ کشف کردند که با آن گیاهان از خود در برابر دمای پایین محافظت می‌کنند.

درک بهتر این راهبردهای حفاظتی می‌تواند برای حفاظت از محصولات کشاورزی یا سطوح مصنوعی مانند هواپیما نیز جالب باشد. نتایج این کار در مجله The Science of Nature منتشر شده است.

در هوای خیلی سرد، هواپیماها با مایعات خاصی شسته می‌شوند یا با سطوح قابل حرارت ساخته می‌شوند تا از یخ‌زدگی محافظت شوند. علم و صنعت در سراسر جهان در حال بررسی پوشش‌های مناسب برای حمل و نقل هوایی است. پروفسور استانیسلاو گورب، رئیس گروه تحقیقاتی مورفولوژی عملکردی و بیومکانیک توضیح می‌دهد: «با این حال، بسیاری از گیاهان حفاظت طبیعی را در برابر یخ‌زدگی در طول دوره تکامل ایجاد کرده‌اند.»

بیش از ۲۰ سال است که این جانورشناس به همراه همسرش دکتر النا گورب، گیاهان را در مطالعه می‌کند. برای یافتن اینکه چگونه گیاهان از خود در برابر یخ‌زدگی محافظت می‌کنند، تحقیقات تاکنون عمدتاً بر روی فرآیندهای شیمیایی در سلول گیاهان، مانند قند یا سایر محتوای ضدیخ متمرکز شده است. تیم تحقیقاتی کیل اکنون توانسته است نشان دهد که ساختار سطحی برگ‌ها نیز در دماهای سرد عملکرد محافظتی مهمی دارند. برای این منظور، این دو محقق تشکیل بلورهای یخ را بر روی انواع مختلف برگ گیاهان وحشی بومی بررسی کردند.

النا گورب می‌گوید: «ما می‌توانیم نشان دهیم که موهای ریز، موسوم به تریکوم، یا لایه‌ای مومی روی برگ‌ها سازگاری مؤثر گیاهان برای جلوگیری یا کنترل یخ‌زدگی مستقیم سطح برگ هستند. اگر لایه‌ای از یخ مستقیماً روی کوتیکول تشکیل شود، سلول‌های گیاهی به سرعت یخ می‌زند.»

این دو محقق توانستند مکانیسم‌های محافظتی متفاوتی را روی برگ‌ها شناسایی کنند. برگ‌های گیاه با تریکوم، مانند برگ‌های دیزی (Bellis perennis)، معمولاً آبدوست هستند. بنابراین کریستال‌های یخ ابتدا در نوک آن‌ها تشکیل می‌شوند و به محض اینکه دما بالا رفت، به سرعت ذوب می‌شوند. بنابراین سطح حساس زیرین برگ بدون یخ‌زدگی و آسیب نخورده باقی می‌ماند.

از سوی دیگر، سطوح برگ‌های پوشیده شده با برجستگی‌های مومی در مقیاس نانو، مانند سطوح برخی از گونه‌های لاله (Tulipa gesneriana)، فوق‌آب‌گریز هستند: قطرات آب بلافاصله می‌ریزد که به‌عنوان «اثر نیلوفر آبی» نیز شناخته می‌شود. بلورهای یخ تنها زمانی می‌توانند در اینجا تشکیل شوند که مولکول‌های آب به دلیل نقص در لایه موم در آنجا جمع شوند. اما حتی در این صورت هم به لایه موم آسیب نمی‌رسانند و برگ زیر آن دست نخورده باقی می‌ماند.

گیاهانی با برگ‌های نسبتاً صاف مانند لورل گیلاس (Prunus laurocerasus) در نگاه اول کمترین محافظت را دارند: کریستال‌های یخ می‌توانند در سراسر سطح  برگ تشکیل شوند. هنگامی که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، آب در قسمت‌های پایین‌تر برگ تجمع می‌یابد. هنگامی که دما دوباره کاهش می یابد، این “گودال‌ها” یخ می‌زنند و می‌توانند باعث آسیب دائمی به سلول‌های گیاه شوند. استانیسلاو گورب می‌گوید: «اما از آنجایی که چنین گیاهانی در زمستان زنده می‌مانند، فکر می‌کنیم که از محافظت شیمیایی کافی در برابر یخ‌زدگی برخوردار هستند.»

این تیم تنها قادر به مطالعه بلورهای یخ در مقیاس نانو با میکروسکوپ الکترونی انجمادی بود. برخلاف روش‌های دیگر، نمونه‌های بیولوژیکی در اینجا خشک نمی‌شوند بلکه خیلی سریع منجمد می‌شوند. این ساختار آن‌ها را به خوبی حفظ می‌کند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا در حالت تقریبا اصلی مورد مطالعه قرار گیرند.

استانیسلاو گورب می‌گوید: «گیاهان راه‌های زیادی برای محافظت از خود در برابر سرما در جریان تکامل پیدا کرده‌اند. فعل و انفعالات با آب روی سطح برگ، به ویژه برای توسعه سطوح «ضد یخ»، نوید بینش‌های هیجان‌انگیزی می‌دهد. اما ما هنوز اطلاعات کمی در مورد این فرآیندها داریم.»

انتهای پیام/

آیا این خبر مفید بود؟

نتیجه بر اساس رای موافق و رای مخالف

منبع: خبرگزاری برنا

کلیدواژه: علم و فناوری محیط آسیب یخ گیاه یخبندان یخ زدگی بلور یخ زدگی برگ ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.borna.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری برنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۹۹۶۲۹۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

فارس رتبه اول کشور در کشت گیاهان دارویی

به گفته مجتبی دهقان‌پور؛ استان فارس به دلیل اقلیم چهار فصل ظرفیت مناسبی برای توسعه گیاهان دارویی دارد و یکی از برنامه‌های سازمان جهاد کشاورزی توسعه صنایع تبدیلی در زمینه گیاهان دارویی است که می‌تواند به ارزش افزوده آن کمک کند.

او تصریح کرد: سطح ابلاغی برای طرح جهش تولید گیاهان دارویی در دیمزار‌های استان فارس حدود دو هزار هکتار بود که با اقدامات و برنامه ریزی‌های منسجم انجام شده، کشت گیاهان دارویی مانند خاکشیر، بابونه، آویشن و گل محمدی در اراضی دیم ۱۶ شهرستان مجری طرح افزایش چشمگیر یافت.

دهقان پور خاطر نشان کرد: شهرستان مرودشت با سه هزار و ۵۴۹ هکتار کشت دیم گیاهان دارویی در این حوزه پیشرو است و گیاه دارویی خاکشیر با سطحی بیش از چهار هزار و ۸۰۰ هکتار بیشترین سطح گیاه دارویی کشت دیم را در شهرستان‌های مجری طرح جهش تولید در دیمزار‌ها را به خود اختصاص داده است.

فارس پیشرو در تشکیل زنجیره ارزش محصولات کشاورزی 

رئیس سازمان جهاد کشاورزی استان فارس از کسب ۲۶ گواهی زنجیره ارزش محصولات کشاورزی در این استان خبر داد و گفت: اهمیت این گواهی در هویت دار کردن محصولات از لحاظ کیفیت و چگونگی فرایند تولید است و قابلیت‌های استان فارس را در حوزه زنجیره ارزش مشخص می‌کند.

دهقان پور در مراسم رونمایی از سامانه مدیریتی زنجیره تولید و تامین گیاهان دارویی، بیان کرد: در حال حاضر دو زنجیره ارزش گیاهان دارویی در این استان تشکیل شده که مفتخریم به عنوان استان پیشرو در این قضیه در نمایشگاه بین المللی اکسپو در استان تهران از این سامانه رونمایی کنیم.

به گفته او؛ هدف از راه اندازی این سامانه، پایش زنجیره ارزش گیاهان دارویی به موازات فعالیت‌های در حال انجام است به نحوی که تمامی عوامل پشتیبان در مقوله تولید، نگهداری و عرضه محصول به بازار، قابل رصد و نظارت هستند.

این مقام مسئول با اشاره به اینکه بهره گیری از این سامانه موجب افزایش دانش ما در حوزه گیاهان دارویی می‌شود، تصریح کرد: این سامانه متناسب با مخاطبین حوزه گیاهان دارویی، اقدام به اطلاع رسانی در زمینه‌های مختلف از جمله سرمایه گذاری، تولید و فرآوری محصولات می‌کند و در قالب‌های متنوع از قبیل اینفوگرافیک و پادکست گزارش فعالیت‌های انجام شده را نیز ارائه می‌دهد.

باشگاه خبرنگاران جوان فارس شیراز