Bimët kanë kolonizoi shumicën dërrmuese të sipërfaqes së Tokës. Pra, cili është çelësi i suksesit të tyre?
Njerëzit shpesh mendojnë për bimët si forma jete të thjeshta dhe të pakuptimta. Ata mund të jetojnë të rrënjosur në një vend, por sa më shumë që shkencëtarët mësojnë për bimët, aq më komplekse dhe më të përgjegjshme ne e kuptojmë se janë. Ata janë të shkëlqyer në përshtatjen me kushtet lokale. Bimët janë specialistë, duke shfrytëzuar në maksimum atë që është afër vendit ku mbijnë.
Megjithatë, të mësuarit për ndërlikimet e jetës së bimëve është më shumë se çudi frymëzuese për njerëzit. Studimi i bimëve ka të bëjë gjithashtu me sigurimin ne ende mund të kultivojmë kultura në të ardhmen pasi ndryshimet klimatike e bëjnë motin tonë gjithnjë e më ekstrem.
Sinjalet mjedisore formojnë rritjen dhe zhvillimin e bimëve. Për shembull, shumë bimë përdorin gjatësia e ditës si shenjë për të nxitur lulëzimin. Gjysma e fshehur e bimëve, rrënjët, përdorin gjithashtu shenja nga rrethina e tyre për të siguruar që forma e tyre të jetë e optimizuar për të gjetur ujë dhe lëndë ushqyese.
Rrënjët mbrojnë bimët e tyre nga streset si thatësira duke përshtatur formën e tyre (degëzohen për të rritur sipërfaqja e sipërfaqes, për shembull) për të gjetur më shumë ujë. Por deri vonë, ne nuk e kuptonim se si rrënjët e kuptojnë nëse uji është i disponueshëm në tokën përreth.
Uji është molekula më e rëndësishme në Tokë. Shumë ose shumë pak mund të shkatërrojnë një ekosistem. Ndikimi shkatërrues i ndryshimeve klimatike (siç është parë së fundmi në Evropë dhe Afrikën Lindore) po bën si përmbytjet ashtu edhe thatësirat janë më të zakonshme. që nga ndryshimet klimatike is duke bërë modele të reshjeve gjithnjë e më të çrregullta, duke mësuar se si u përgjigjen bimët mungesa e ujit është jetike për t'i bërë të korrat më elastike.
Ekipi ynë i shkencëtarëve dhe matematikanëve të bimëve dhe tokës zbuluar së fundmi si rrënjët e bimëve përshtatin formën e tyre për të maksimizuar marrjen e ujit. Rrënjët zakonisht degëzohen horizontalisht. Por ato ndalojnë degëzimin kur humbasin kontaktin me ujin (siç është rritja përmes një boshllëku të mbushur me ajër në tokë) dhe rrënjët rifillojnë degëzimin vetëm pasi të lidhen me tokën e lagësht.
Ekipi ynë zbuloi se bimët përdorin një sistem të quajtur hidrosinjalizim për të menaxhuar se ku degëzohen rrënjët në përgjigje të disponueshmëria e ujit në tokë.
Hidrosinjalizim është mënyra se si bimët kuptojnë se ku ndodhet uji, jo duke matur nivelet e lagështisë drejtpërdrejt, por duke ndjerë molekulat e tjera të tretshme që lëvizin me ujin brenda bimëve. Kjo është e mundur vetëm sepse (ndryshe nga qelizat shtazore) qelizat bimore janë të lidhura me njëra-tjetrën nga poret e vogla.
Këto pore mundësojnë që uji dhe molekulat e vogla të tretshme (përfshirë hormonet) të lëvizin së bashku rrënjë qelizat dhe indet. Kur uji merret nga rrënja e bimës, ai udhëton nëpër qelizat më të jashtme të epidermës.
Qelizat e jashtme të rrënjës përmbajnë gjithashtu a hormoni që nxit degëzimin e quajtur auxin. Marrja e ujit shkakton degëzim duke mobilizuar auxinën nga brenda në indet e brendshme të rrënjës. Kur uji nuk është më i disponueshëm nga jashtë, le të themi kur një rrënjë rritet përmes një boshllëku të mbushur me ajër, maja e rrënjës ka ende nevojë për ujë për t'u rritur.
Pra, kur rrënjët nuk mund të marrin ujë nga toka, ata duhet të mbështeten në ujin nga venat e tyre thellë brenda rrënjës. Kjo ndryshon drejtimin e lëvizjes së ujit, duke e bërë atë tani të lëvizë nga jashtë, gjë që ndërpret rrjedhën e auksinës së hormonit degëzues.
Bima bën gjithashtu një hormoni kundër degëzimit i quajtur ABA në damarët e saj rrënjë. ABA gjithashtu lëviz me rrjedhën e ujit, në drejtim të kundërt me auksinën. Pra, kur rrënjët tërhiqen nga uji nga venat e bimëve, rrënjët po tërheqin gjithashtu hormonin kundër degëzimit drejt vetes.
ABA ndalon degëzimin e rrënjëve duke mbyllur të gjitha poret e vogla që lidhin qelizat rrënjësore - paksa si dyert e shpërthimit në një anije. Kjo izolon qelizat rrënjësore nga njëra-tjetra dhe ndalon lëvizjen e lirë të auksinës me ujë, duke bllokuar degëzimin e rrënjëve. Ky sistem i thjeshtë lejon që rrënjët e bimëve të përshtatin mirë formën e tyre me kushtet lokale të ujit. Është quajtur xerobranching (e theksuar zerobranching).
Studimi ynë zbuloi gjithashtu se rrënjët e një bime përdorin një sistem të ngjashëm për të reduktuar humbjen e ujit si fidanet e saj. Gjethet ndalojnë humbjen e ujit gjatë kushteve të thatësirës duke mbyllur mikroporet e quajtura stomata në sipërfaqet e tyre. Mbyllja e stomatave nxitet gjithashtu nga hormoni ABA. Në mënyrë të ngjashme, në rrënjë ABA zvogëlohet humbja e ujit duke mbyllur nano-poret e quajtura plasmodesmata që lidhin çdo qelizë rrënjësore së bashku.
Rrënjët nga domatja, lakërishta e tales, misri, gruri dhe elbi të gjitha i përgjigjen lagështisë në këtë mënyrë, pavarësisht se evoluojnë në toka dhe klima të ndryshme. Për shembull, domatet e kanë origjinën në një shkretëtirë të Amerikës së Jugut, ndërsa lakmë thale vjen nga rajonet e buta të Azisë Qendrore. Kjo sugjeron se degëzimi është një tipar i zakonshëm në bimët e lulëzuara, të cilat janë mbi 200 milionë vjet më të reja se bimët jo-lulëzuese si fierët.
Rrënjët nga fierët, një specie e hershme bimore tokësore në zhvillim, nuk i përgjigjen ujit në këtë mënyrë. Rrënjët e tyre rriten në mënyrë më uniforme. Kjo sugjeron që speciet e lulëzuara janë më të mira në përshtatje ujë stresi se bimët e mëparshme tokësore si fierët.
Bimët e lulëzuara mund të kolonizojnë një gamë më të gjerë ekosistemesh dhe mjedisesh sesa speciet që nuk lulëzojnë. Duke pasur parasysh ndryshimet e shpejta në modelet e reshjeve në të gjithë globin, aftësia e bimët të ndjesh dhe të përshtatesh me një gamë të gjerë kushtesh lagështie të tokës është më e rëndësishme tani se kurrë.