رنگ مخفی ماوراء بنفش آفتابگردان گرده افشان ها را جذب می کند و آب را حفظ می کند

هنگامی که ما آفتابگردان ها را با گلوله های فرابنفش مختلف مقایسه کردیم، متوجه شدیم که گرده افشان ها می توانند بین آنها و گیاهانی که دارای گلوله های فرابنفش متوسط هستند، تمایز قائل شوند.

هدف گل ها جذب گرده افشان هاست و این به حس و حال آنهاست که گل ها را تامین می کند. نمونه بارز این الگوهای فرابنفش (UV) هستند. بسیاری از گل‌ها رنگدانه‌های UV را در گلبرگ‌های خود جمع می‌کنند و الگوهایی را تشکیل می‌دهند که برای ما نامرئی هستند، اما اغلب گرده‌افشان‌ها می‌توانند آن‌ها را ببینند.

نقل قول: رنگ های مخفی ماوراء بنفش آفتابگردان گرده افشان ها را جذب می کند و آب را حفظ می کند (2022، 21 فوریه) بازیابی شده در 27 ژوئن 2022 از https://phys.org/news/2022-02-secret-ultraviolet-sunflowers-pollinators.html

اما تا آنجا که می توانیم زیبایی و تنوع گل ها را قدردانی کنیم، به معنای واقعی کلمه برای چشمان ما مناسب نیست.

با این حال، هنگامی که در طیف UV (یعنی فراتر از نوع نوری که چشم ما می تواند ببیند)، همه چیز کاملاً متفاوت است. آفتابگردان رنگدانه های جذب کننده اشعه ماوراء بنفش را در قاعده ماهیچه ها جمع می کند. در سراسر گل آذین، این منجر به یک الگوی bullseye UV می شود.

پس این به ما چه می آموزد؟ برای یکی، این تکامل صرفه جویی است، و در صورت امکان از همان ویژگی برای دستیابی به بیش از یک هدف سازگار استفاده می کند. همچنین یک رویکرد بالقوه برای بهبود آفتابگردان کشت شده با افزایش همزمان نرخ گرده افشانی و انعطاف پذیرتر کردن گیاهان در برابر خشکسالی ارائه می دهد.

گسست بین آنچه ما می بینیم و گرده افشان ها به ویژه در گل آفتابگردان قابل توجه است. علیرغم جایگاه نمادین آنها در فرهنگ عامه (همانطور که با افتخار مشکوک بودن یکی از تنها پنج گونه گل دارای ایموجی اختصاصی گواهی می شود)، به سختی بهترین نمونه از تنوع گل به نظر می رسند.

در حالی که جذب گرده افشان به وضوح عملکرد اصلی صفات گل است، شواهد فزاینده ای وجود دارد که عوامل غیر گرده افشان مانند دما یا گیاهخواران می توانند بر تکامل ویژگی هایی مانند رنگ و شکل گل تأثیر بگذارند.

هنگامی که به چگونگی تنظیم تنوع آنها در سطح ژنتیکی نگاه کردیم، اولین سرنخ را پیدا کردیم که می تواند در مورد الگوهای UV در آفتابگردان نیز صادق باشد. یک ژن واحد، HaMYB111، مسئول بیشتر تنوع در الگوهای UV است که در H. annuus می بینیم. این ژن تولید خانواده ای از مواد شیمیایی به نام گلیکوزیدهای فلاونول را کنترل می کند که در غلظت های بالایی در قسمت جذب کننده اشعه ماوراء بنفش لیگول ها یافتیم. گلیکوزیدهای فلاونول نه تنها رنگدانه های جذب کننده اشعه ماوراء بنفش هستند، بلکه نقش مهمی در کمک به گیاهان برای مقابله با تنش های مختلف محیطی دارند.

رنگ مخفی ماوراء بنفش آفتابگردان گرده افشان ها را جذب می کند و آب را حفظ می کند — گل‌های آفتابگردان با الگوهای پرتو فرابنفش مختلف همانطور که ما آنها را می‌بینیم (بالا) و همانطور که زنبور ممکن است آنها را ببیند (پایین). اعتبار: مارکو تودسکو، نویسنده ارائه شده است

جذب گرده افشان ها

در یک مطالعه اخیر، ما تقریباً 2000 گل آفتابگردان وحشی را مقایسه کردیم. ما دریافتیم که اندازه این بولسه‌های UV، هم بین گونه‌ها و هم در درون گونه‌ها، بسیار متفاوت است.

حشرات دنیا را چگونه می بینند؟

تکامل صرفه جویانه

گونه آفتابگردان با بیشترین تنوع در اندازه bullseyes UV Helianthus annuus، آفتابگردان رایج است. H. annuus نزدیکترین نسبت وحشی به آفتابگردان پرورشی است و گسترده ترین پراکندگی در بین آفتابگردان های وحشی است که تقریباً در همه جا بین جنوب کانادا و شمال مکزیک رشد می کند. در حالی که برخی از جمعیت های H. annuus دارای گلوله های UV بسیار کوچک هستند، در برخی دیگر، منطقه جذب کننده اشعه ماوراء بنفش کل گل آذین را می پوشاند.

عوامل دیگر

چرا اینقدر تنوع وجود دارد؟ دانشمندان برای مدت طولانی از الگوهای UV گل ها آگاه بوده اند. برخی از رویکردهای متعددی که برای بررسی نقش این الگوها در جذب گرده افشان ها به کار گرفته شده است، کاملاً ابتکاری بوده است، از جمله بریدن و چسباندن گلبرگ ها یا پوشاندن آنها با ضد آفتاب.

از آنجایی که آنها نیازی به جذب گرده افشان ندارند، گل های سفید کوچک و بی تکلفی دارند. با این حال، گلبرگ های آنها مملو از فلاونول های جاذب UV است. این نشان می دهد که دلایل غیر مرتبط با گرده افشانی برای وجود این رنگدانه ها در گل های شاهی تال وجود دارد.

نور متفاوت

با این حال، این همه تنوع در الگوهای UV را که در جمعیت‌های مختلف آفتابگردان‌های وحشی مشاهده کردیم توضیح نمی‌دهد: اگر گلوله‌های فرابنفش متوسط گرده افشان‌های بیشتری را جذب می‌کنند (که به وضوح یک مزیت است)، چرا گیاهانی با گلوله‌های UV کوچک یا بزرگ وجود دارند؟

در نهایت، ما متوجه شدیم که جمعیت‌های آفتابگردان از اقلیم‌های خشک‌تر دارای گول‌های UV دائماً بزرگ‌تری هستند. یکی از عملکردهای شناخته شده فلاونول گلیکوزیدها تنظیم تعرق است. در واقع، ما دریافتیم که لیگول‌هایی با الگوهای UV بزرگ (که حاوی مقادیر زیادی گلیکوزید فلاونول هستند) با سرعت بسیار کمتری نسبت به لیگول‌هایی با الگوهای UV کوچک آب خود را از دست دادند.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.

در نهایت، کار ما و سایر مطالعاتی که به تنوع گیاهان می‌پردازند، می‌توانند به پیش‌بینی اینکه گیاهان چگونه و تا چه اندازه می‌توانند با تغییرات آب‌وهوایی کنار بیایند، که در حال حاضر محیط‌هایی را که با آن سازگار شده‌اند تغییر می‌دهد، کمک کند.

چیزی که ما معمولاً به عنوان یک گل آفتابگردان در نظر می گیریم، در واقع خوشه ای از گل است که به آن گل آذین می گویند. همه آفتابگردان های وحشی که حدود 50 گونه از آنها در آمریکای شمالی وجود دارد، گل آذین بسیار مشابهی دارند. از نظر ما، انگورهای آنها (گلبرگهای بزرگ و ذوب شده بیرونی ترین حلقه گلچه ها در گل آذین آفتابگردان) همان زرد روشن و آشنا هستند.

سرنخ دوم از این کشف به دست آمد که همان ژن مسئول رنگدانه های UV در گلبرگ های شاهی تال، Arabidopsis thaliana است. شاهی تال رایج ترین سیستم مدل مورد استفاده در ژنتیک گیاهی و زیست شناسی مولکولی است. این گیاهان می توانند خود را گرده افشانی کنند و بنابراین به طور کلی بدون گرده افشان عمل می کنند.

این نشان می دهد که حداقل در آفتابگردان، الگوهای رنگدانه های UV گل دو کارکرد دارند: بهبود جذابیت گل ها برای گرده افشان ها، و کمک به زنده ماندن آفتابگردان در محیط های خشک تر با حفظ آب.

این مقاله با مجوز Creative Commons از The Conversation بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.