Кембрижийн судлаачид ургамал зөгийд харагдах цахилдаг дохиог бий болгохын тулд дэлбээнийхээ гадаргуугийн химийн бодисыг зохицуулж чаддаг болохыг харуулсан.
Ихэнх цэцэг нь өнгөлөг мэт харагдах пигментүүдийг гаргаж, тоос хүрэгчидэд харагдах дохио болдог бол зарим цэцэг дэлбээнийхээ гадаргуу дээр микроскопийн гурван хэмжээст хээ үүсгэдэг. Эдгээр зэрэгцээ зураасууд нь гэрлийн тодорхой долгионы уртыг тусгаж, хүний нүдэнд тэр бүр харагддаггүй ч зөгийд харагддаг цахилдаг оптик эффект үүсгэдэг.
Тоосонцорчдын анхаарлыг татахын тулд маш их өрсөлдөөн байдаг бөгөөд дэлхийн ургацын 35% нь амьтдын тоос хүртээгчдээс хамааралтай байдаг тул ургамал тоос хүртээгчдэд таалагдахуйц дэлбээний хэв маягийг хэрхэн бүтээдгийг ойлгох нь хөдөө аж ахуй, биологийн олон янз байдал, байгаль хамгааллын чиглэлээр цаашдын судалгаа, бодлогыг чиглүүлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.
Кембрижийн Ургамал судлалын тэнхимийн профессор Беверли Гловерын багийн ахалсан судалгаагаар дэлбээний хэв маяг нь нүдэнд харагдахаас илүү их зүйл байдгийг харуулжээ. Өмнөх үр дүнгээс харахад нимгэн, хамгаалалтын механик гулзайлтын шинж тэмдэг илэрдэг Cuticle Залуу өсөн нэмэгдэж буй дэлбээний гадаргуу дээрх давхарга нь микроскопийн нуруу үүсэхийг өдөөж болно.
Эдгээр хагас эмх цэгцтэй нуруунууд нь янз бүрийн урттай гэрлийн долгионыг тусгах дифракцийн торны үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь зөгий харж чадах цэнхэр-хэт ягаан туяаны спектрт сул цахилдаг цэнхэр-цэнхэр гэрэлтсэн эффект үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр судал яагаад зөвхөн тодорхой цэцэг, тэр ч байтугай дэлбээний зарим хэсэгт үүсдэгийг ойлгоогүй байна.
Профессор Гловерын лабораторид энэхүү судалгааг эхлүүлж, одоо Сайнсберигийн лабораторид өөрийн судалгааны бүлгийг удирдаж байгаа Эдвиж Мойроуд Австралийн уугуул хибискус болох Венецийн маллоуг (Hibiscus trionum) хэрхэн яаж, хэзээ болохыг ойлгохын тулд шинэ загвар зүйл болгон бүтээжээ. эдгээр нано бүтэц хөгждөг.
Доктор Мойроуд хэлэхдээ, "Бидний анхны загвар нь хэр их эсүүд ургадаг, тэдгээр эсүүд хэр их зүслэг хийдэг нь зураас үүсэхийг хянадаг гол хүчин зүйл гэж таамаглаж байсан" гэж доктор Мойру хэлэв. туршилтын ажил Венецийн маллоугийн үед бид тэдгээрийн үүсэх нь кутикулын химийн найрлагаас ихээхэн хамааралтай болохыг олж мэдсэн бөгөөд энэ нь кутикул нь нугалахад хүргэдэг хүчинд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхэд нөлөөлдөг."
"Бидний судлахыг хүсч буй дараагийн асуулт бол янз бүрийн химийн бодисууд нано бүтэц барих материал болох кутикулын механик шинж чанарыг хэрхэн өөрчилж чадах вэ гэсэн асуулт юм. Янз бүрийн химийн найрлагаас болж янз бүрийн бүтэцтэй эсвэл өөр өөр хөшүүн чанар бүхий кутикул үүсч, улмаар дэлбээ ургах үед эсүүдэд үзүүлэх хүчинд янз бүрийн хариу үйлдэл үзүүлдэг байж магадгүй юм."
Энэхүү төсөл нь ургамлуудад гадаргууг хэлбэржүүлэх боломжийг олгодог олон үйл явц байдаг гэдгийг харуулсан. Доктор Мойроуд нэмж хэлэхдээ, "Ургамал бол гайхалтай химич бөгөөд эдгээр үр дүн нь дэлбээнийхээ дагуу янз бүрийн бүтэцтэй болгохын тулд зүслэгийнхээ химийн найрлагыг хэрхэн нарийн тааруулж болохыг харуулж байна. Микроскопийн хэмжээнд үүссэн хэв маяг нь тоос хүртээгчтэй харилцахаас эхлээд өвсөн тэжээлтэн, эмгэг төрүүлэгчээс хамгаалах хүртэл олон төрлийн үүргийг гүйцэтгэдэг."
"Тэдгээр нь хувьслын төрөлжилтийн гайхалтай жишээнүүд бөгөөд туршилт, тооцооллын загварчлалыг хослуулснаар бид ургамал тэдгээрийг хэрхэн бүтээж болохыг бага зэрэг илүү сайн ойлгож эхэлж байна."
Судалгааны үр дүнг нийтлэх болно Одоогийн биологи.
"Эдгээр ойлголтууд нь биологийн олон янз байдал болон хамгаалах ажил Учир нь тэдгээр нь ургамал хүрээлэн буй орчинтойгоо хэрхэн харьцдагийг тайлбарлахад тусалдаг" гэж Кембрижийн их сургуулийн Ботаникийн цэцэрлэгийн захирал профессор Гловер хэлжээ.
“Жишээлбэл, хоорондоо нягт холбоотой боловч газарзүйн өөр өөр бүс нутагт ургадаг зүйлүүд тэс өөр дэлбээтэй байж болно. Дэлбээ дэлбээлэх нь яагаад харилцан адилгүй байдгийг болон энэ нь ургамал болон тэдгээрийн тоос хүртэгчдийн хоорондын харилцаанд хэрхэн нөлөөлж болохыг ойлгох нь байгаль орчны тогтолцооны ирээдүйн менежмент, биологийн олон янз байдлыг хамгаалах бодлогод илүү сайн мэдээлэл өгөхөд тусална."
3D дэлбээний хэв маягийг юу хөдөлгөж байгааг судалж байна
Судлаачид судалгаанд алхам алхмаар хандсан. Тэд эхлээд дэлбээний хөгжлийг ажиглаж, эс сунах үед зүслэгийн хэлбэрүүд гарч ирдгийг анзаарсан нь өсөлт нь чухал болохыг харуулж байна. Дараа нь тэд эсийн тэлэлт, зүслэгийн зузаан зэрэг өсөлттэй холбоотой физик үзүүлэлтүүдийг хэмжих нь ажиглагдсан хэв маягийг хангалттай таамаглаж чадах эсэхийг тодорхойлж, чадахгүй байгааг олж мэдэв. Дараа нь тэд юу дутагдаж байгааг олж мэдэхийн тулд ухрах алхам хийсэн.
Материалын шинж чанар нь органик бус эсвэл кутикул зэрэг амьд эсээс үүссэн эсэх нь энэ материалын химийн шинж чанараас хамаардаг. Үүнийг харгалзан судлаачид кутикулын химийг судлахаар шийдсэн бөгөөд энэ нь үнэхээр хяналтын хүчин зүйл болохыг олж мэдэв. Үүнийг хийхийн тулд тэд эхлээд дэлбээний маш тодорхой цэгүүдэд зүслэгийн найрлагыг шинжлэхийн тулд химийн салбарын шинэ аргыг ашигласан. Энэ нь ялгаатай бүтэцтэй (гөлгөр эсвэл судалтай) дэлбээний хэсгүүд нь гадаргуугийн химийн хувьд ялгаатай болохыг харуулсан.
Гөлгөр зүслэгтэй харьцуулахад тэд судалтай зүслэгт дигидрокси-пальмитийн хүчил, лав их хэмжээгээр агуулагдаж, фенолын нэгдлүүдийн агууламж бага байгааг олж тогтоожээ. Кутикулын хими үнэхээр чухал эсэхийг шалгахын тулд тэд дараа нь Hibiscus-д трансген аргыг анхлан гаргаж, Арабидопсисын өөр загвар үйлдвэрт кутикулын молекулын үйлдвэрлэлийг хянадаг гентэй төстэй генийг ашиглан ургамал дахь кутикулын химийг шууд өөрчилсөн.
Энэ нь кутикулын бүтцийг өөрчлөх замаар эсийн өсөлтийг өөрчлөхгүйгээр зүслэгийн бүтцийг өөрчлөх боломжтойг харуулсан. Кутикулын хими нь 3D нугалаа хэрхэн хянах вэ? Эрдэмтэд захын яс өөрчлөгдсөн гэж үздэг хими Зэрлэг ургамлаас ялгаатай нь гөлгөр зүслэг бүхий трансген дэлбээнүүд нь тусгай төхөөрөмж ашиглан сунгасан ч гөлгөр хэвээр үлддэг тул зүслэгийн механик шинж чанарт нөлөөлдөг.