Výskumníci po prvýkrát práve sledovali, ako rastliny nasávajú vodu

Snímka koreňa rastliny zo svetelnej mikrofotografie. (Choksawatdikorn/Science Photo Library)

Rastliny túžia po vode,tak ako my zvieratá, ale presne to, ako to nasávajú cez tkanivá, zostalo trochu záhadou, pretože pokus vidieť, ako sa to deje, zhoršuje proces.

Aplikovaním jemnej zobrazovacej techniky novým spôsobom mohol fyzik Flavius ​​Pascut a tím z Nottinghamskej univerzity v reálnom čase sledovať vnútornosti rastlín pri práci, keď pili.

'Vyvinuli sme spôsob, ako si dovoliť sledovať tento proces na úrovni jednotlivých buniek,' povedal Elektrofyziológ z University of Nottingham Kevin Webb. 'Nemôžeme len vidieť, ako voda stúpa vo vnútri koreňa, ale aj kde a ako sa pohybuje.'



Nielen, že samotná voda je pre rastliny nevyhnutná, ale pôsobí aj ako prostriedok na transport iných živín, minerálov a dôležitých biomolekúl v rámci živých štruktúr. To, ako efektívne sú rastliny schopné premiestňovať vzácnu tekutinu, môže mať obrovský vplyv na ich schopnosť tolerovať drsné podmienky prostredia.

'Aby sme pozorovali absorpciu vody v živých rastlinách bez toho, aby sme ich poškodili, použili sme citlivú laserovú optickú mikroskopickú techniku, aby sme videli pohyb vody vo vnútri živých koreňov neinvazívne, čo sa nikdy predtým nerobilo.'vysvetlilWebb.

Detegovaním, ako sa fotóny svetla rozptyľujú z úzkeho laserového zdroja, Ramanova mikroskopia poskytuje zobrazovanie na molekulárnej úrovni v reálnom čase v prirodzených podmienkach bez potreby molekulárneho značenia.

Táto technika je taká citlivá, že dokáže zistiť hmotnosť a orientáciu molekulárnych väzieb. To znamená, že kontrast možno zabezpečiť použitím molekúl, ktoré vyčnievajú zo svojho okolia – v tomto prípade oxid deutéria, známy ako ťažká voda, namiesto normálnej vody. Deutérium je izotop vodíka, ktorý má neutrón, ako aj obyčajný osamelý protón normálneho vodíka, čím sa zdvojnásobuje jeho hmotnosť.

Aj keď má ťažká voda trochu iné vlastnosti, je dostatočne podobná normálnej vode, aby sa veci v malých množstvách fyziologicky nezmenili.

Skenovanie detekovalo pulz ťažkej vody do 80 sekúnd od odhalenia koreňov výskumníkov. najdôkladnejšie študovaná rastlina , žerucha taliová ( Arabidopsis thaliana ). Pascut a tím striedavo vystavovali kvitnúcu rastlinu bežnej vode a ťažkej vode, aby sledovali, ako sa nová voda pohybuje cez rastlinné tkanivá.

Je zvláštne, že vedci zachytili nasatú vodu iba vo vnútornej časti koreňov, kde voda transportovala koreňové tkanivá xylém nastane, čo ukazuje, že tento počiatočný príjem vody nie je zdieľaný s okolitými tkanivami na ceste nahor od koreňov k zvyšku rastliny.

Vedci si myslia, že to znamená, že v rastline existujú „dva vodné svety“ a že druhý systém difúzie vody distribuuje vodu do týchto vonkajších tkanív.

Schopnosť pozorovať tento proces nám pomôže pochopiť ho a lepšie plánovať plodiny pre búrlivú budúcnosť, ktorej čelíme.

„Cieľom je zvýšiť globálnu produktivitu potravín pochopením a používaním odrôd rastlín s najlepšími šancami na prežitie, ktoré môžu byť najproduktívnejšie v akomkoľvek danom prostredí, bez ohľadu na to, či sú suché alebo mokré,“ povedal Webb.

Pascut a tím vyvíjajú prenosnú verziu zobrazovacej technológie, ktorá umožní prístupnejšie terénne štúdie, a tiež veria, že táto technika by sa mohla použiť v zariadeniach na monitorovanie zdravotnej starostlivosti, hoci naše bunky sú oveľa menšie ako rastliny.

Nateraz však „sľubuje, že nám to pomôže riešiť dôležité otázky, ako napríklad – ako rastliny „cítia“ dostupnosť vody? vysvetlil Rastlinný vedec z University of Nottingham Malcolm Bennett.

„Odpovede na túto otázku sú životne dôležité pre navrhovanie budúcich plodín lepšie prispôsobených výzvam, ktorým čelíme zmena podnebia a zmenené vzory počasia.“

Tento výskum bol publikovaný v r Prírodné komunikácie .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.