اینکه گفته میشود گیاهان و از جمله درختان توانمندی خاصی در به یاد آوردن زمستان دارند و بهطور خودکار در بهار شکوفه میزنند دقیقا به چه معناست؟
گیاهان از مکانیسم خاصی برخوردارند که نمیتوان آن را نوعی مکانیسم مغزی عنوان کرد، چون درختان و در کل گیاهان ساختار مغزی ندارند. این درحالی است که در جانوران چنین ساختاری وجود دارد. با این حال ما متوجه شده ایم گیاهان میتوانند با استفاده از نوعی ساختار سلولی و حافظه سلولی در بهار شروع به جوانه زدن کنند.
آیا پیش از این نیز تلاشهایی برای کشف این حافظه سلولی انجام شده است یا دستاورد شما نخستین تلاش در این زمینه است؟
اینکه چرا گیاهان جوانه میزنند و این کار را نیز به جای فصول دیگر سال تنها در بهار انجام میدهند همواره جای پرسش بوده است. در گذشته نیز گروههای مختلفی از دانشمندان و عمدتا محققان علوم زیستشناسی گیاهی بر آن شده بودند تا کلید حل این معما را پیدا کنند، اما کشف ساختار مولکولی نهفته در پس این فرآیند نیاز به بهرهگیری از فناوریهای نوینی داشته که در گذشته خبری از آنها نبوده است. اکنون ما از ابزارهای لازم برای کشف حقیقت پشت پرده استفاده کردهایم.
میتوانید به بیان سادهتر فرآیندی را که موجب جوانه زدن در گیاهان میشود توضیح دهید؟
گیاهان همواره پس از سپری کردن یک دوره سرد سال که در فصل زمستان روی میدهد برای جوانه زدن آماده میشوند. البته شاید شما هم درباره استثنائاتی شنیده باشید که مثلا درختی در فصل پاییز یا تابستان جوانه زده است. اما در کل گیاهان در فصل بهار و در فرآیندی موسوم به بهاره شدن شروع به جوانه زدن میکنند. نکته مهم این است که از هزاران سال پیش بشر با این فرآیند عادت کرده و شاید به همین دلیل بوده که تلاش چندانی برای پرده برداشتن از راز جوانه زدن گیاهان در فصل بهار صورت نگرفته است.
آیا تنها حافظه سلولی است که در فرآیند جوانه زدن گیاهان تأثیرگذار است یا موارد دیگری نظیر شرایط آب و هوایی نیز در این میان نقش بازی میکنند؟
بدون شک میتوان به تغییرات جوی و دمایی محیط نیز به عنوان فاکتور تأثیرگذار در فرآیند جوانه زدن گیاهان اشاره کرد. تحقیقات نشان میدهند گیاهان با تغییرات نسبی دما میتوانند خود را با شرایط دمایی جدید وفق دهند.
پس میتوان متصور شد تغییرات غیرطبیعی جوی که ناشی از اقدامات انسانی و گرمایش تدریجی زمین میشوند بر فرآیند جوانه زدن گیاهان تأثیرگذار باشد؟
این یک نظریه است که موافقان و مخالفان خاص خود را دارد، هرچند موافقان آن بیشتر از شمار مخالفان است. اگر به محیط اطراف و خبرهایی که مربوط به وضعیت محیط زیست در سراسر جهان میشود توجه کنید متوجه میشوید برخی درختان و گیاهان در فصول دیگری از سال بجز بهار شروع به جوانه زدن و حتی زرد شدن برگها میکنند. این یک فرآیند غیرطبیعی است که میتوان فاکتورهای مختلفی را برای آن متذکر شد که یکی از مهمترین آنها تغییرات آب و هوایی است. این وضعیت در 2 قرن گذشته شدت بیشتری به خود گرفته است.
اطلاعاتی هم درخصوص این مولکول ارائه کنید؟
این ساختار مولکولی COLDAIR نام دارد که بنیان و اساس ساختار حافظه سلولی گیاهان را تشکیل میدهد. این مولکول به نوعی به درخت هشدار میدهد که فصل سرد سال پایان یافته و تا چند هفته دیگر زمان مناسب برای شکوفه زدن فرا خواهد رسید. البته ما تاکنون نتوانستهایم چگونه بیدار شدن درختان و در کل گیاهان را بهواسطه فعالیت این مولکول درک کنیم. این کار نیاز به انجام تحقیقات بیشتر و استفاده از یک سری فناوریهای تشخیصی دقیقتر دارد.
با توجه به تحقیقاتی که انجام دادهاید فکر میکنید در آینده گیاهان و بخصوص درختان با تغییرات شگرفی درخصوص فرآیند شکوفه زدن همراه شوند؟
ما هنوز در حال کار کردن روی این مقوله هستیم. از 2 قرن گذشته و بخصوص از وقتی دنیا وارد عصر صنعتی شدن شده است بتدریج برآلایندگی جو زمین افزوده شده است. این فرآیند همچنان نیز ادامه دارد. در خوشبینانهترین حالت میتوان متصور شد تا چند دهه آینده سطح آلایندگی کربنی هوای اطراف زمین همچنان در همین سطح باقی بماند. این وضعیت برای گونههای مختلف گیاهی زمین خطرناک است. خطرناک از این نظر که فرآیندهای طبیعی آنها را به هم ریخته و تغییرات عجیبی در آنها به وجود میآورد. البته نگاه دیگری نیز میشود به آینده داشت. با توجه به پیشرفتهایی که در علم مهندسی ژنتیک روی داده است، میتوان روزی را متصور شد که با دستکاری جزئی در ساختار ژنتیکی درختان آن را برای شکوفه زدن در فصول مختلف سال آماده کرد.
منظورتان از ایجاد چنین تغییراتی چیست؟ یعنی میتوان روزی را متصور شد که درختان در تابستان و پاییز جوانه بزنند؟
این یک ایده فانتزی است که فعلا در حد یک حرف است. با این حال پیشرفتهایی که در مهندسی ژنتیک ایجاد شده است دست دانشمندان زیستشناسی گیاهی را برای ایجاد هر نوع تغییری در ساختار گیاهان باز گذاشته است. اما باید به یک نکته توجه داشت و آن اینکه آیا اعمال چنین تغییراتی به سود زمین و ساکنان آینده آن خواهد بود یا نه.
دکتر سان سیبوم در یک نگاه
دکتر سان سیبوم محقق جوانی است که هماکنون در دپارتمان زیستشناسی سلولی و مولکولی دانشگاه تگزاس در استین مشغول به انجام فعالیتهای تحقیقاتی است. عمده تحقیقات این محقق روی ساختارهای مولکولی و ژنتیک مربوط به آنها و همچنین درک چگونگی رشد گیاهان در تعامل با محیط اطراف است. انجام تحقیقات دامنهدار درباره اینکه چرا گیاهان تنها در فصل بهار شروع به جوانه زدن میکنند نیز در راستای همین نگرش صورت گرفته است. این محقق در حد فاصل سالهای 2004 تا 2011 نزدیک به 15 مقاله علمی درباره ساختار ژنتیکی گیاهان و موارد مختلف مربوط به آن ارائه کرده است. سیبوم استفاده از مدلسازیهای رایانهای را یکی از ابتکار عملهای کارساز در مطالعه اخیر خود عنوان کرده است.
مهدی پیرگزی
در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم