گیاهان نوعدوست

دکتر پاملا دیگل یکی از محققان این دانشگاه می‌گوید: تیم تحقیقاتی پژوهش‌های گسترده‌ای را در زمینه گیاه ذرت خوراکی انجام داده است. از نظر علمی هر دانه بارور ذرت شامل دو هم‌نژاد است؛ یکی رویان و دیگری اندوسپرم یا بافت داخلی گیاهان دانه‌دار که دور رویان را می‌گیرد. واقعیت این است که اندوسپرم با رشد دانه، رویان را تغذیه می‌کند. اندوسپرم می‌تواند حاوی روغن و پروتئین باشد اما غذا را اغلب به صورت نشاسته در اختیار رویان قرار می‌دهد. اندوسپرم منبع غذایی انسان است.

تحقیقات روی هم‌نژادها

محققان دانشگاه کلرادو در تحقیقی که بتازگی انجام داده‌اند، رشد و عملکرد رویان‌ها و اندوسپرم‌ها را در دانه‌‌هایی که اصطلاحا از یک پدر و مادر هستند با رشد و عملکرد سایر رویان‌ها و اندوسپرم‌هایی که از نظر ژنتیکی والدین متفاوتی دارند، مورد مقایسه قرار داده‌اند.

دکتر دیگل می‌گوید نتایج حاکی از آن است که رویان‌ها و اندوسپرم‌های هم‌خانواده (از یک پدر و مادر) مشخصا از نظر وزنی با سایرین تفاوت دارند. وزن رویان‌هایی که پدر و مادر آنها یکی است مشخصا از وزن رویان‌هایی که مادرشان یکی اما پدرشان متفاوت است، بیشتر است.

پیشتر تحقیقاتی انجام شده که نشان می‌دهد گیاهان در زمانی که در مضیقه هستند، دسترسی دانه‌های نامرغوب و درجه دوم را به مواد غذایی محدود می‌کنند. اما تحقیق اخیر به عنوان نخستین پژوهشی که فرضیه تشریک مساعی میان رویان‌ها و اندوسپرم‌های گیاهی را مورد بررسی قرار داد، زوایای دیگری از دنیای ذرت‌ها را برملا کرد.

پروفسور ویلیام فریدمن از دانشگاه هاروارد از مجریان این طرح تحقیقاتی است. وی معتقد است یکی از اساسی‌ترین قانون‌های طبیعت این است که هر موجود زنده که بخواهد ‌نوعدوست باشد، نوعدوستی خود را در وهله اول برای نزدیکانش انجام می‌دهد.

در حقیقت بسیاری از نوعدوستی‌هایی که در طبیعت شاهد هستید، اغلب در مورد خویشاوندان نزدیک مصداق پیدا می‌کند.

به عنوان مثال وقتی اندوسپرم تمام غذای خود را در اختیار رویان می‌گذارد و سپس خود از بین می‌رود، بدون‌تردید نوعدوستی خارق‌العاده‌ای را در حق رویان انجام داده است.

تغییرات ژنتیکی و راز نوعدوستی دانه‌های ذرت

گل‌های نری که در بخش فوقانی گیاه ذرت رشد می‌کنند، در واقع مسئولیت گرده‌افشانی را به عهده دارند. آنها در دو زمان مختلف از طریق مجاری خاصی، گرده‌ها را به ساقه‌های پوشیده از الیاف ابریشمی می‌رسانند.

زمانی که دو گرده در تماس با یکی از الیاف ابریشمی قرار می‌گیرند، دانه‌ای حاوی یک رویان و یک اندوسپرم تولید می‌شود. این فرآیند را باروری مضاعف می‌گویند. هر رویان در نهایت به یک هسته یا دانه ذرت مبدل خواهد شد. تیم تحقیقاتی برای انجام آزمایش خود از یک پدیده خیلی نادر در گیاهان به نام باروری دوگانه استفاده کرده است.

دکتر دیگل می‌گوید: طی این فرآیند، مسئولیت تولید یک هسته ذرت را دو پدر کاملا متفاوت به عهده می‌گیرند. دستکاری‌های ژنتیکی در عمل راه را برای ارزیابی بهتر اعقاب دانه‌های ذرت هموارتر کرده‌اند. تغییرات ژنتیکی حتی باعث تولید ذرت‌هایی با رنگ‌های گوناگون اعم از قرمز، صورتی و آبی هم شده‌اند.

یکی از دانشجویان دانشگاه کلرادو به نام چی وو که در این تحقیقات شرکت داشته، طی مدت 3 سال 100 خوشه گوناگون ذرت را کشت کرده. وی همه هسته‌های این ذرت‌ها را آزمایش کرده است.

تحقیقات او نشان داده در صورتی که اکثر دانه‌ها یک نوع اندوسپرم و رویان با رنگ مشابه داشته باشند، یعنی پدر و مادر آن دانه‌ها یکی بوده. اما در همین رابطه ظاهرا ساده، تفاوت‌های آشکاری هم وجود دارد. به عنوان مثال هم رویان و هم اندوسپرم می‌توانند والدین متفاوتی داشته باشند، تحت این شرایط ممکن است هسته خارجی صورتی باشد در حالی که رویان زرد است.

آقای وو نیز در تحقیقات خود عینا به دنبال هسته‌های خیلی نادری با دو پدر مختلف بوده، چنین هسته‌هایی می‌توانند در ارزیابی میزان تشریک مساعی بین اندوسپرم و رویان خیلی از رازها را آشکار کنند.

پروفسور فریدمن در خاتمه افزود: این تحقیقات هم بسیار زمانبر و هم بسیار چالش‌ برانگیز بوده است. از جهاتی درست شبیه پیدا کردن یک سوزن در یک انبار کاه است یا در این مورد بخصوص، به معنای پیدا کردن یک هسته ذرت در یک سیلو است.

لازم به یادآوری است اندوسپرم ذرت، برنج، گندم و سایر غلات برای انسان‌ها حیاتی هستند. آنها 70 درصد کالری را که ما سالانه مصرف می‌کنیم، تامین می‌کنند.

به گفته پروفسور فریدمن این بافت شگفت‌انگیز گیاهان گلدار در واقع نه‌تنها غذای جهانیان را تامین می‌کند بلکه حتی برای هم‌نژادهای خود یعنی رویان‌های خویشاوند نیز بیشتر از سایرین مایه می‌گذارد. بدون تردید اگر اندوسپرم چنین سخاوتی را در حق رویان انجام ندهد، انسان‌ها گرسنه خواهند ماند.

منبع: sciencedaily
مترجم: فرناز حیدری