కేంబ్రిడ్జ్ పరిశోధకులు తేనెటీగలకు కనిపించే iridescent సిగ్నల్లను సృష్టించడానికి మొక్కలు వాటి రేకుల ఉపరితలం యొక్క రసాయన శాస్త్రాన్ని నియంత్రించగలవని చూపించారు.
చాలా పువ్వులు రంగురంగులగా కనిపించే వర్ణద్రవ్యాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి మరియు పరాగ సంపర్కాలకు దృశ్యమానంగా పనిచేస్తాయి, కొన్ని పువ్వులు వాటి రేకుల ఉపరితలాలపై సూక్ష్మదర్శిని త్రిమితీయ నమూనాలను కూడా సృష్టిస్తాయి. ఈ సమాంతర స్ట్రైషన్లు కాంతి యొక్క నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యాలను ప్రతిబింబిస్తాయి, ఇది ఎల్లప్పుడూ మానవ కళ్లకు కనిపించని, అయితే తేనెటీగలకు కనిపించే ఐరిడెసెంట్ ఆప్టికల్ ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
పరాగ సంపర్కాల నుండి శ్రద్ధ కోసం చాలా పోటీ ఉంది మరియు ప్రపంచంలోని 35% పంటలు జంతు పరాగ సంపర్కాలపై ఆధారపడతాయి-పరాగ సంపర్కాలను మెప్పించే రేకుల నమూనాలను మొక్కలు ఎలా తయారుచేస్తాయో అర్థం చేసుకోవడం వల్ల వ్యవసాయం, జీవవైవిధ్యం మరియు పరిరక్షణలో భవిష్యత్తు పరిశోధన మరియు విధానాలకు దిశానిర్దేశం చేయడం ముఖ్యమైనది.
కేంబ్రిడ్జ్ డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ప్లాంట్ సైన్సెస్లోని ప్రొఫెసర్ బెవర్లీ గ్లోవర్ బృందం నేతృత్వంలోని పరిశోధన కంటికి కనిపించిన దానికంటే రేకుల నమూనాలో చాలా ఎక్కువ ఉందని వెల్లడించింది. మునుపటి ఫలితాలు సన్నని, రక్షిత మెకానికల్ బక్లింగ్ అని సూచించాయి పైపొర పెరుగుతున్న యువ రేకుల ఉపరితలంపై పొర మైక్రోస్కోపిక్ గట్లు ఏర్పడటానికి ప్రేరేపిస్తుంది.
ఈ సెమీ-ఆర్డర్డ్ రిడ్జ్లు బంబుల్బీలు చూడగలిగే బ్లూ-యువి స్పెక్ట్రంలో బలహీనమైన ఇరిడెసెంట్ బ్లూ-హాలో ప్రభావాన్ని సృష్టించడానికి కాంతి యొక్క వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాలను ప్రతిబింబించే డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్లుగా పనిచేస్తాయి. అయితే, ఆ గీతలు కొన్ని పువ్వులలో మాత్రమే ఎందుకు ఏర్పడతాయో లేదా రేకులలోని కొన్ని భాగాలలో మాత్రమే ఎందుకు ఏర్పడతాయో అర్థం కాలేదు.
ప్రొఫెసర్ గ్లోవర్ ల్యాబ్లో ఈ పరిశోధనను ప్రారంభించి, ఇప్పుడు సైన్స్బరీ లాబొరేటరీలో తన స్వంత పరిశోధనా బృందానికి నాయకత్వం వహిస్తున్న ఎడ్విజ్ మోయ్రౌడ్, ఎలా మరియు ఎప్పుడు అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నించే కొత్త మోడల్ జాతిగా ఆస్ట్రేలియన్ స్థానిక మందార, వెనిస్ మాల్లో (మందార ట్రియోనమ్) ను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ నానోస్ట్రక్చర్లు అభివృద్ధి చెందుతాయి.
"మా ప్రారంభ నమూనా ఎంత కణాలు పెరుగుతాయి మరియు ఆ కణాలు ఎంత క్యూటికల్ తయారు చేస్తాయి అనేది స్ట్రైషన్స్ ఏర్పడటాన్ని నియంత్రించే ముఖ్య కారకాలు అని అంచనా వేసింది" అని డాక్టర్ మోయ్రౌడ్ చెప్పారు, "కానీ మేము మోడల్ను ఉపయోగించి పరీక్షించడం ప్రారంభించినప్పుడు ప్రయోగాత్మక పని వెనిస్ మాలోలో వాటి నిర్మాణం కూడా క్యూటికల్ కెమిస్ట్రీపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుందని మేము కనుగొన్నాము, ఇది బక్లింగ్కు కారణమయ్యే శక్తులకు క్యూటికల్ ఎలా స్పందిస్తుందో ప్రభావితం చేస్తుంది.
"మేము అన్వేషించదలిచిన తదుపరి ప్రశ్న ఏమిటంటే, వివిధ కెమిస్ట్రీలు క్యూటికల్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను నానోస్ట్రక్చర్-బిల్డింగ్ మెటీరియల్గా ఎలా మార్చగలవు. వివిధ రసాయన కూర్పులు విభిన్న నిర్మాణంతో లేదా విభిన్న దృఢత్వంతో క్యూటికల్కు దారితీస్తాయి మరియు అందువల్ల రేక పెరిగేకొద్దీ కణాలు అనుభవించే శక్తులకు వివిధ మార్గాల్లో ప్రతిస్పందించవచ్చు.
ఈ ప్రాజెక్ట్ కలిసి పని చేసే ప్రక్రియల కలయిక మరియు మొక్కలు వాటి ఉపరితలాలను ఆకృతి చేయడానికి అనుమతిస్తుంది అని వెల్లడించింది. డాక్టర్ మోయ్రౌడ్ జోడించారు, “మొక్కలు బలీయమైన రసాయన శాస్త్రవేత్తలు మరియు ఈ ఫలితాలు వాటి రేకుల అంతటా విభిన్న అల్లికలను ఉత్పత్తి చేయడానికి వాటి క్యూటికల్ యొక్క రసాయన శాస్త్రాన్ని ఎలా ఖచ్చితంగా ట్యూన్ చేయగలదో వివరిస్తాయి. మైక్రోస్కోపిక్ స్కేల్లో ఏర్పడిన నమూనాలు పరాగ సంపర్కాలతో కమ్యూనికేషన్ నుండి శాకాహారులు లేదా వ్యాధికారక క్రిములకు వ్యతిరేకంగా రక్షణ వరకు అనేక రకాల విధులను నిర్వర్తించగలవు.
"అవి పరిణామ వైవిధ్యతకు అద్భుతమైన ఉదాహరణలు మరియు ప్రయోగాలు మరియు గణన మోడలింగ్ను కలపడం ద్వారా మొక్కలు వాటిని ఎలా తయారు చేస్తాయో మనం కొంచెం మెరుగ్గా అర్థం చేసుకోవడం ప్రారంభించాము."
కనుగొన్నవి ప్రచురించబడతాయి ప్రస్తుత జీవశాస్త్రం.
"ఈ అంతర్దృష్టులు జీవవైవిధ్యానికి మరియు కూడా ఉపయోగపడతాయి పరిరక్షణ పని ఎందుకంటే మొక్కలు వాటి వాతావరణంతో ఎలా సంకర్షణ చెందుతాయో వివరించడానికి అవి సహాయపడతాయి, ”అని కేంబ్రిడ్జ్ యూనివర్శిటీ బొటానిక్ గార్డెన్ డైరెక్టర్ కూడా అయిన ప్రొఫెసర్ గ్లోవర్ చెప్పారు, దీనిలో పరిశోధకులు వెనిస్ మాలో యొక్క iridescent పువ్వులను మొదట గమనించారు.
"ఉదాహరణకు, వివిధ భౌగోళిక ప్రాంతాలలో పెరిగే దగ్గరి సంబంధం ఉన్న జాతులు చాలా భిన్నమైన రేకుల నమూనాలను కలిగి ఉంటాయి. రేకుల పాటరింగ్ ఎందుకు మారుతుందో మరియు ఇది మొక్కలు మరియు వాటి పరాగ సంపర్కాల మధ్య సంబంధాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం పర్యావరణ వ్యవస్థల యొక్క భవిష్యత్తు నిర్వహణ మరియు జీవవైవిధ్య పరిరక్షణలో విధానాలను మెరుగ్గా తెలియజేయడానికి సహాయపడుతుంది.
3D రేకుల నమూనాను ఏది నడిపిస్తుందో పరిశోధిస్తోంది
పరిశోధకులు పరిశోధనలకు దశలవారీ విధానాన్ని తీసుకున్నారు. వారు మొదట రేకుల అభివృద్ధిని గమనించారు మరియు కణాలు పొడిగించబడినప్పుడు క్యూటికల్ నమూనాలు కనిపిస్తాయని గమనించారు, ఇది పెరుగుదల ముఖ్యమని సూచిస్తుంది. కణ విస్తరణ మరియు క్యూటికల్ మందం వంటి పెరుగుదలకు సంబంధించిన భౌతిక పారామితులను కొలవడం, గమనించిన నమూనాలను తగినంతగా అంచనా వేయగలదా అని వారు నిర్ణయించారు మరియు అవి చేయలేవని కనుగొన్నారు. తప్పిపోయిన వాటిని గుర్తించడానికి వారు ఒక అడుగు వెనక్కి వేశారు.
ఒక పదార్థం యొక్క లక్షణాలు, అకర్బన లేదా క్యూటికల్ వంటి జీవ కణాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడినవి, ఈ పదార్థం యొక్క రసాయన స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. దీన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, పరిశోధకులు క్యూటికల్ కెమిస్ట్రీని చూడాలని నిర్ణయించుకున్నారు మరియు వాస్తవానికి ఇది నియంత్రణ కారకం అని కనుగొన్నారు. ఇది చేయుటకు, వారు మొదట రసాయన శాస్త్ర క్షేత్రం నుండి ఒక కొత్త పద్ధతిని ఉపయోగించి, రేక అంతటా చాలా నిర్దిష్ట పాయింట్ల వద్ద క్యూటికల్ యొక్క కూర్పును విశ్లేషించారు. విరుద్ధమైన అల్లికలు (మృదువైన లేదా గీతలు) కలిగిన రేకుల ప్రాంతాలు వాటి ఉపరితలం యొక్క రసాయన శాస్త్రంలో కూడా విభిన్నంగా ఉన్నాయని ఇది చూపించింది.
మృదువైన క్యూటికల్తో పోల్చినప్పుడు, స్ట్రైటెడ్ క్యూటికల్లో అధిక స్థాయి డైహైడ్రాక్సీ-పాల్మిటిక్ యాసిడ్ మరియు మైనపులు మరియు తక్కువ స్థాయి ఫినోలిక్ సమ్మేళనాలు ఉన్నాయని వారు కనుగొన్నారు. క్యూటికల్ కెమిస్ట్రీ నిజంగా ముఖ్యమైనదేనా అని పరీక్షించడానికి, వారు హైబిస్కస్లో క్యూటికల్ కెమిస్ట్రీని నేరుగా మొక్కలలో మార్చడానికి ఒక ట్రాన్స్జెనిక్ విధానాన్ని ప్రారంభించారు, వేరే మోడల్ ప్లాంట్, అరబిడోప్సిస్లో క్యూటికల్ అణువుల ఉత్పత్తిని నియంత్రించడానికి తెలిసిన వాటికి సమానమైన జన్యువులను ఉపయోగించారు.
క్యూటికల్ కూర్పును సవరించడం ద్వారా కణాల పెరుగుదలను మార్చకుండా, క్యూటికల్ ఆకృతిని సవరించవచ్చని ఇది చూపించింది. క్యూటికల్ కెమిస్ట్రీ దాని 3D మడతను ఎలా నియంత్రించగలదు? క్యూటికల్లో మార్పు వచ్చిందని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు రసాయన శాస్త్రం క్యూటికల్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది, ప్రత్యేక పరికరాన్ని ఉపయోగించి సాగదీసినప్పుడు కూడా, అడవి-రకం మొక్కల నుండి కాకుండా మృదువైన క్యూటికల్తో జన్యుమార్పిడి రేకులు మృదువైనవిగా ఉంటాయి.