काही झाडे काही महिने पाण्याशिवाय जगू शकतात, फक्त थोड्या पावसानंतर पुन्हा हिरवी होतात. बॉन आणि मिशिगन विद्यापीठांच्या अलीकडील अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की हे "चमत्कार जनुक" मुळे नाही. उलट, ही क्षमता जनुकांच्या संपूर्ण नेटवर्कचा परिणाम आहे, जे जवळजवळ सर्व अधिक असुरक्षित वाणांमध्ये देखील आहेत. मध्ये निकाल आधीच ऑनलाइन दिसू लागले आहेत वनस्पती जर्नल.
त्यांच्या अभ्यासात, संशोधकांनी बॉन विद्यापीठात प्रदीर्घ काळापासून अभ्यास केलेल्या प्रजातीचे बारकाईने निरीक्षण केले - पुनरुत्थान वनस्पती क्रेटरोस्टिग्मा प्लांटागिनम. त्याचे नाव अगदी योग्य आहे: दुष्काळाच्या काळात, एखाद्याला वाटेल की ते मेले आहे. पण अनेक महिने दुष्काळ पडला तरी थोडेसे पाणी पुन्हा जिवंत करण्यासाठी पुरेसे आहे. “आमच्या संस्थेत, आम्ही अनेक वर्षांपासून वनस्पती हे कसे करते याचा अभ्यास करत आहोत,” बॉन विद्यापीठातील इन्स्टिट्यूट ऑफ मॉलिक्युलर फिजियोलॉजी अँड बायोटेक्नॉलॉजी ऑफ प्लांट्स (IMBIO) मधील प्रा. डॉ. डोरोथिया बार्टेल स्पष्ट करतात.
तिच्या स्वारस्यांचा समावेश आहे जीन्स जे दुष्काळ सहन करण्यास जबाबदार आहेत. हे अधिकाधिक स्पष्ट झाले की ही क्षमता एका "चमत्कार जनुक" चे परिणाम नाही. त्याऐवजी, बरीच जीन्स गुंतलेली आहेत, त्यापैकी बहुतेक अशा प्रजातींमध्ये देखील आढळतात जे दुष्काळाचा फारसा सामना करत नाहीत.
वनस्पतीमध्ये प्रत्येक गुणसूत्राच्या आठ प्रती असतात
सध्याच्या अभ्यासात, बार्टेलच्या टीमने, मिशिगन विद्यापीठ (यूएस) मधील संशोधकांसह, क्रेटरोस्टिग्मा प्लांटागिनियमच्या संपूर्ण जीनोमचे विश्लेषण केले. आणि हे खूपच गुंतागुंतीचे आहे: बहुतेक प्राण्यांमध्ये प्रत्येक गुणसूत्राच्या दोन प्रती असतात-एक आईकडून, एक वडिलांकडून-क्रेटेरोस्टिग्मामध्ये आठ असतात. अशा “आठपट” जीनोमला ऑक्टोप्लॉइड देखील म्हणतात. याउलट, आपण माणसं द्विगुणित आहोत.
“अनुवांशिक माहितीचा असा गुणाकार अनेकांमध्ये दिसून येतो वनस्पती अंतर्गत विकसित झाले आहेत अत्यंत परिस्थिती"बार्टल्स म्हणतात. पण ते का? संभाव्य कारण: जर एखादे जनुक दोन ऐवजी आठ प्रतींमध्ये असेल तर ते तत्त्वतः चारपट वेगाने वाचले जाऊ शकते. त्यामुळे ऑक्टोप्लॉइड जीनोम मोठ्या प्रमाणात आवश्यक प्रथिने फार लवकर तयार करू शकतो. च्या विकासासाठीही ही क्षमता महत्त्वाची असल्याचे दिसून येते दुष्काळ सहिष्णुता.
क्रेटरोस्टिग्मामध्ये, दुष्काळाला अधिक सहनशीलतेशी संबंधित काही जनुकांची आणखी प्रतिकृती तयार केली जाते. यामध्ये तथाकथित ELIPs चा समावेश होतो—संक्षेप म्हणजे "प्रारंभिक प्रकाश इंड्युसिबल प्रथिने," कारण ते प्रकाशाने वेगाने चालू होतात आणि ऑक्सिडेटिव्ह तणावापासून संरक्षण करतात. ते सर्व दुष्काळ-सहिष्णु प्रजातींमध्ये उच्च प्रतीच्या संख्येत आढळतात.
"क्रेटेरोस्टिग्मामध्ये जवळपास 200-ELIP जनुके आहेत जी जवळजवळ एकसारखी आहेत आणि वेगवेगळ्या गुणसूत्रांवर दहा किंवा वीस प्रतींच्या मोठ्या क्लस्टरमध्ये स्थित आहेत," बार्टेल स्पष्ट करतात. त्यामुळे दुष्काळ-सहिष्णु वनस्पती बहुधा जनुकांच्या विस्तृत जाळ्यावर येऊ शकतात जे दुष्काळाच्या परिस्थितीत ते वेगाने वाढू शकतात.
दुष्काळ-संवेदनशील प्रजातींमध्ये सामान्यतः समान जीन्स असतात-जरी कमी प्रत संख्यांमध्ये. हे देखील आश्चर्यकारक नाही: बहुतेक वनस्पतींचे बियाणे आणि परागकण बऱ्याचदा पाण्याशिवाय दीर्घ कालावधीनंतर अंकुर वाढण्यास सक्षम असतात. त्यामुळे त्यांच्याकडे दुष्काळापासून संरक्षण करण्यासाठी अनुवांशिक कार्यक्रमही आहे. "तथापि, हा कार्यक्रम सामान्यतः उगवणाच्या वेळी बंद केला जातो आणि नंतर तो पुन्हा सक्रिय केला जाऊ शकत नाही," वनस्पतिशास्त्रज्ञ स्पष्ट करतात. "पुनरुत्थान वनस्पतींमध्ये, याउलट, ते सक्रिय राहते."
बहुतेक प्रजाती दुष्काळ सहन करू शकतात
दुष्काळ सहिष्णुता ही अशी गोष्ट आहे जी बहुसंख्य वनस्पती "करू शकतात." ही क्षमता प्रदान करणारे जनुक कदाचित उत्क्रांतीच्या काळात फार लवकर उदयास आले. तथापि, हे नेटवर्क दुष्काळ-सहिष्णु प्रजातींमध्ये अधिक कार्यक्षम आहेत आणि त्याशिवाय, केवळ जीवनचक्राच्या विशिष्ट टप्प्यांवर सक्रिय नाहीत.
असे म्हटले आहे की, Craterostigma Plantagineum मधील प्रत्येक पेशीमध्ये समान "दुष्काळ कार्यक्रम" नाही. हे डसेलडॉर्फ विद्यापीठातील संशोधकांनी दर्शविले आहे, जे या अभ्यासात सामील होते. उदाहरणार्थ, वेगवेगळ्या दुष्काळी नेटवर्कची जनुके पानांपेक्षा सुवासिकरणाच्या वेळी मुळांमध्ये सक्रिय असतात. हा शोध अनपेक्षित नाही: पानांना, उदाहरणार्थ, सूर्याच्या हानिकारक प्रभावांपासून स्वतःचे संरक्षण करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, ELIPs द्वारे त्यांना यामध्ये मदत केली जाते. पुरेशा आर्द्रतेसह, वनस्पती प्रकाशसंश्लेषक रंगद्रव्ये तयार करते जे कमीतकमी अंशतः रेडिएशन शोषून घेतात. हे नैसर्गिक संरक्षण दुष्काळात मोठ्या प्रमाणावर अपयशी ठरते. मुळे, याउलट, सनबर्नबद्दल काळजी करण्याची गरज नाही.
अभ्यास का काही समज सुधारते प्रजाती दुष्काळाचा फार कमी त्रास होतो. दीर्घकाळात, त्यामुळे गहू किंवा कॉर्न सारख्या पिकांच्या प्रजननास हातभार लावू शकतो ज्यांना अधिक चांगल्या प्रकारे सामोरे जावे लागते. दुष्काळ. हवामान बदलाच्या काळात, याला भविष्यात पूर्वीपेक्षा जास्त मागणी असण्याची शक्यता आहे.