ചെടികൾ വളരെ നീളമേറിയതാണ്, അവയുടെ ഓരോ ഇലകളിലേക്കും സൂര്യപ്രകാശം പ്രവേശിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നതിന് വളയുന്നു. നൂറ്റാണ്ടുകളായി ഈ പ്രതിഭാസം നിരീക്ഷിച്ചിട്ടും ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഇത് പൂർണ്ണമായി മനസ്സിലാകുന്നില്ല. ഇപ്പോൾ സാൽക്ക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞർ രണ്ട് സസ്യ ഘടകങ്ങൾ കണ്ടെത്തി - പ്രോട്ടീൻ PIF7 ഉം വളർച്ചാ ഹോർമോണായ ഓക്സിനും - സസ്യങ്ങൾ തണലിൽ ആയിരിക്കുമ്പോഴും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഒരേ സമയം സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോഴും വളർച്ചയെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്ന ട്രിഗറുകളാണ്. ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിന്റെ ഔദ്യോഗിക വെബ്സൈറ്റ്.
29 ഓഗസ്റ്റ് 2022-ന് നേച്ചർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ് ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തോട് സസ്യങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുമെന്നും ആഗോളതാപനം വിളകളെ നശിപ്പിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും വിളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്നും പ്രവചിക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരെ സഹായിക്കും.
"ഇപ്പോൾ, ഞങ്ങൾ ഒരു നിശ്ചിത സാന്ദ്രതയിലാണ് വിളകൾ വളർത്തുന്നത്, എന്നാൽ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ചെടികളുടെ വളർച്ച ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിന് ആ സാന്ദ്രത കുറയ്ക്കേണ്ടതുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങളുടെ ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു," മുതിർന്ന എഴുത്തുകാരൻ പ്രൊഫസർ ജോവാൻ ചോറി പറയുന്നു, സാൽക്ക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിന്റെ പ്ലാന്റ് മോളിക്യുലർ ഡയറക്ടർ കൂടാതെ സെൽ ബയോളജി ലബോറട്ടറിയും ഹ്യൂസ് മെഡിക്കൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ ഗവേഷകനായ ഹോവാർഡും. "വെളിച്ചത്തോടും താപനിലയോടും സസ്യങ്ങൾ എങ്ങനെ പ്രതികരിക്കുന്നു എന്നതിന്റെ തന്മാത്രാ അടിസ്ഥാനം മനസ്സിലാക്കുന്നത് മികച്ച വിളവ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് നടീൽ സാന്ദ്രത നന്നായി ക്രമീകരിക്കാൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കും."
മുളയ്ക്കുന്ന സമയത്ത്, തൈകൾ മണ്ണിനെ തകർക്കാനും സൂര്യപ്രകാശം എത്രയും വേഗം പിടിച്ചെടുക്കാനും വേഗത്തിൽ കാണ്ഡം നീട്ടുന്നു. സാധാരണയായി, സൂര്യപ്രകാശം ഏൽക്കുമ്പോൾ തണ്ട് അതിന്റെ വളർച്ചയെ മന്ദഗതിയിലാക്കുന്നു. എന്നാൽ ചെടി സൂര്യപ്രകാശത്തിനായി ചുറ്റുമുള്ള സസ്യങ്ങളുമായി മത്സരിക്കുകയോ ചൂടുള്ള നിലവും ചെടിയുടെ ഇലകളും തമ്മിലുള്ള അകലം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്താൽ തണ്ട് വീണ്ടും വേഗത്തിൽ നീളുന്നു. പാരിസ്ഥിതിക സാഹചര്യങ്ങൾ - ഷേഡിംഗും ഉയർന്ന താപനിലയും - തണ്ടിന്റെ വളർച്ചയെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അവ വിളവ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഈ പഠനത്തിൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ തണലിലും ഒരേ സമയം ചൂടുള്ള താപനിലയിലും വളരുന്ന സസ്യങ്ങളെ താരതമ്യം ചെയ്തു - ഉയർന്ന നടീൽ സാന്ദ്രതയും കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനവും അനുകരിക്കുന്ന അവസ്ഥകൾ. ശാസ്ത്രജ്ഞർ മാതൃകാ സസ്യമായ അറബിഡോപ്സിസ് താലിയാനയും തക്കാളിയും പുകയിലയുടെ അടുത്ത ബന്ധുവും ഉപയോഗിച്ചു.
മൂന്ന് ഇനങ്ങളിലും, അയൽ സസ്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന തണൽ ഒഴിവാക്കാൻ ഒരേസമയം ശ്രമിച്ചപ്പോൾ സസ്യങ്ങൾ വളരെ ഉയരത്തിൽ വളരുകയും ഉയർന്ന താപനിലയിൽ സമ്പർക്കം പുലർത്തുകയും ചെയ്തതായി ഗവേഷകരുടെ സംഘം കണ്ടെത്തി. തന്മാത്രാ തലത്തിൽ, ജീനുകളെ ഓണാക്കാനും ഓഫാക്കാനും സഹായിക്കുന്ന പ്രോട്ടീനായ PIF7 ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഘടകം വളർച്ചയെ സഹായിക്കുമെന്ന് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. വിളകൾ അയൽ സസ്യങ്ങളെ കണ്ടെത്തുമ്പോൾ വളർച്ചാ ഹോർമോണായ ഓക്സിൻ അളവ് വർദ്ധിക്കുന്നതായി അവർ കണ്ടെത്തി, ഇത് ഒരേസമയം ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രതികരണമായി വളർച്ചയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു. ഈ സിനർജസ്റ്റിക് PIF7-auxin പാത്ത്വേ സസ്യങ്ങളെ അവയുടെ പരിസ്ഥിതിയോട് പ്രതികരിക്കാനും മികച്ച വളരുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾക്കായി പൊരുത്തപ്പെടാനും അനുവദിച്ചു.
ഒരു അനുബന്ധ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഘടകം, PIF4, ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ തണ്ടിന്റെ നീട്ടൽ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. എന്നിരുന്നാലും, തണലിന്റെയും ഉയർന്ന താപനിലയുടെയും സംയോജനത്തിൽ, ഈ ഘടകം ഇനി ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നില്ല.
"അനുബന്ധ വളർച്ചാ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഈ ഘടകത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം മുൻ പഠനങ്ങൾ കാണിച്ചതിനാൽ PIF4 ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നില്ലെന്ന് കണ്ടെത്തിയതിൽ ഞങ്ങൾ ആശ്ചര്യപ്പെട്ടു," സാൽക്ക് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ റിസർച്ച് ഫെലോയും അസോസിയേറ്റ് പ്രൊഫസറുമായ യോഗെവ് ബർക്കോ പറയുന്നു. ഇസ്രായേൽ അഗ്നിപർവ്വത ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ അഗ്രികൾച്ചറൽ റിസർച്ച് ഓർഗനൈസേഷൻ. "ഈ പ്ലാന്റിന്റെ വളർച്ചയുടെ പ്രധാന ചാലകമാണ് PIF7 എന്നത് ഒരു യഥാർത്ഥ അത്ഭുതമായിരുന്നു. ഈ പുതിയ അറിവ് ഉപയോഗിച്ച്, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനവുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ സഹായിക്കുന്നതിന് വിവിധ വിളകളുടെ വളർച്ചാ പ്രതികരണം മികച്ചതാക്കാൻ ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
PIF7, auxin എന്നിവയുടെ പ്രഭാവം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന മറ്റൊരു ഘടകം ഇനിയും കണ്ടെത്താനുണ്ടെന്ന് ഗവേഷകർ വിശ്വസിക്കുന്നു. ഭാവിയിലെ പഠനങ്ങളിൽ ഈ അജ്ഞാത ഘടകം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുമെന്ന് അവർ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. വിളകളിൽ ഈ പാത എങ്ങനെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാമെന്നും ബെർക്കോയുടെ ലാബ് പഠിക്കും.
"ആഗോള താപനില ഉയരുകയാണ്, അതിനാൽ ഈ പുതിയ സാഹചര്യങ്ങളിൽ വളരാൻ കഴിയുന്ന ഭക്ഷ്യവിളകൾ നമുക്ക് ആവശ്യമാണ്," ചോറി പറയുന്നു, സാൽക്ക് പ്ലാന്റ് യൂസ് ഇനീഷ്യേറ്റീവിന്റെയും ഹോവാർഡ് എച്ച്.യുടെയും മറിയം ആർ. ന്യൂമാൻ ചെയർ ഓഫ് പ്ലാന്റ് ബയോളജിയുടെയും സഹ-നേതാവ്. "ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ സസ്യവളർച്ചയെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ ഞങ്ങൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്, ഭാവി തലമുറകൾക്ക് ഭക്ഷണം നൽകുന്നതിന് കൂടുതൽ ഉൽപ്പാദനക്ഷമമായ വിളകൾ വളർത്താൻ ഞങ്ങളെ സഹായിക്കും."