Tha luchd-rannsachaidh à Cambridge air sealltainn gun urrainn do lusan ceimigeachd uachdar am peatalan a riaghladh gus comharran gluasadach a chruthachadh a tha follaiseach do sheilleanan.
Fhad ‘s a bhios a’ mhòr-chuid de fhlùraichean a ’toirt a-mach pigmentan a tha a’ nochdadh dathach agus a tha nan sealladh lèirsinneach dha pollinators, bidh cuid de fhlùraichean cuideachd a ’cruthachadh phàtranan trì-thaobhach microscopach air na h-uachdaran peatail aca. Tha na sreathan co-shìnte seo a’ nochdadh tonnan solais sònraichte gus buaidh optigeach iridescent a thoirt gu buil nach eil an-còmhnaidh ri fhaicinn do shùilean daonna, ach a tha ri fhaicinn le seilleanan.
Tha tòrr farpais ann airson aire bho luchd-poileanachaidh agus - leis gu bheil 35% de bhàrr an t-saoghail an urra ri poileanachadh bheathaichean - dh’ fhaodadh tuigse fhaighinn air mar a bhios planntrais a’ dèanamh pàtrain peatrail a tha toilichte le pollinators a bhith cudromach airson a bhith a’ stiùireadh rannsachadh agus poileasaidhean àiteachais, bith-iomadachd agus glèidhteachas san àm ri teachd.
Sheall rannsachadh air a stiùireadh le sgioba an Àrd-ollamh Beverley Glover aig Roinn Saidheansan Lusan Cambridge gu bheil barrachd ri pàtrain peatrail na tha ri fhaicinn. Sheall toraidhean roimhe gu robh buckling meacanaigeach den tana, dìonach cuticle dh’ fhaodadh còmhdach air uachdar nam peatalan òga a tha a’ fàs cruthachadh dromannan microscopach a bhrosnachadh.
Bidh na dromannan leth-òrdaichte sin ag obair mar chliathaich sgaraidh a tha a’ nochdadh tonnan solais eadar-dhealaichte gus buaidh gorm-halo lag a chruthachadh anns an speactram gorm-UV a chì seilleanan-mòra. Ach, cha deach a thuigsinn carson a tha na strìan sin a’ nochdadh ann an cuid de fhlùraichean no eadhon dìreach air cuid de na bileagan.
Tha Edwige Moyroud, a thòisich an rannsachadh seo ann an obair-lann an Àrd-ollamh Glover agus a tha a-nis os cionn a buidheann rannsachaidh fhèin aig Saotharlann Sainsbury, air hibiscus dùthchasach Astràilianach, Venice mallow (Hibiscus trionum), a leasachadh mar ghnè modail ùr gus feuchainn ri tuigsinn ciamar agus cuin. bidh na nanostructaran sin a’ leasachadh.
“Bha a’ chiad mhodail againn a ’ro-innse gu robh na tha de cheallan a’ fàs agus an ìre de cuticle a bhios na ceallan sin a ’dèanamh nam prìomh nithean a bha a’ cumail smachd air cruthachadh strìopaichean, ”thuirt an Dr Moyroud,“ ach nuair a thòisich sinn air deuchainn a dhèanamh air a ’mhodail a’ cleachdadh obair deuchainneach ann am Venice mallow fhuair sinn a-mach gu bheil an cruthachadh aca cuideachd gu mòr an urra ri ceimigeachd cuticle, a bheir buaidh air mar a bhios an cuticle a’ dèiligeadh ris na feachdan a dh’ adhbhraicheas buc."
“Is e an ath cheist a tha sinn airson sgrùdadh a dhèanamh air mar as urrainn do dhiofar cheimigean feartan meacanaigeach a’ cuticle atharrachadh, mar stuth togail nanostructure. Is dòcha gu bheil diofar chruthan ceimigeach a’ leantainn gu cuticle le ailtireachd eadar-dhealaichte no le stiffness eadar-dhealaichte agus mar sin dòighean eadar-dhealaichte air dèiligeadh ris na feachdan a tha aig ceallan mar a bhios am peata a’ fàs. ”
Nochd am pròiseact seo gu bheil measgachadh de phròiseasan ag obair còmhla agus a’ leigeil le planntaichean cumadh a thoirt air na h-uachdaran aca. Thuirt an Dotair Moyroud, “’S e ceimigearan air leth a th’ ann an lusan agus tha na toraidhean sin a’ sealltainn mar as urrainn dhaibh ceimigeachd an cuticle aca a ghleusadh gu mionaideach gus diofar inneach a dhèanamh thairis air na bileagan aca. Faodaidh pàtrain a tha air an cruthachadh aig an sgèile microscopach raon de dhleastanasan a choileanadh, bho chonaltradh le luchd-poileanachaidh gu dìon an aghaidh sùbh-lusan no pathogens."
“Tha iad nan eisimpleirean iongantach de iomadachadh mean-fhàsach agus le bhith a’ cothlamadh dheuchainnean agus modaladh coimpiutaireachd tha sinn a’ tòiseachadh a’ tuigsinn beagan nas fheàrr mar as urrainn do phlanntaichean an dèanamh.”
Thèid na co-dhùnaidhean fhoillseachadh ann an Bith-eòlas làithreach.
“Tha na seallaidhean sin feumail cuideachd airson bith-iomadachd agus obair ghlèidhteachais leis gu bheil iad a’ cuideachadh le bhith a’ mìneachadh mar a bhios planntrais ag eadar-obrachadh leis an àrainneachd aca,” thuirt an t-Ollamh Glover, a tha cuideachd na stiùiriche air Gàrradh Luibh-eòlais Oilthigh Chambridge, anns an do mhothaich an luchd-rannsachaidh an-toiseach flùraichean iridescent Venice mallow.
“Mar eisimpleir, faodaidh pàtranan peatrail gu math eadar-dhealaichte a bhith aig gnèithean aig a bheil dlùth cheangal ach a tha a’ fàs ann an diofar sgìrean cruinn-eòlasach. Le bhith a’ tuigsinn carson a dh’ atharraicheas pàtranan peatrail agus mar a dh’ fhaodadh seo buaidh a thoirt air a’ chàirdeas eadar na lusan agus an luchd-poileanachaidh, dh’ fhaodadh sin cuideachadh le fiosrachadh nas fheàrr a thoirt do phoileasaidhean ann an riaghladh siostaman àrainneachd san àm ri teachd agus glèidhteachas bith-iomadachd.”
A’ sgrùdadh dè a tha a’ stiùireadh pàtranan 3D petal
Ghabh an luchd-rannsachaidh dòigh-obrach ceum air cheum a thaobh nan sgrùdaidhean. Chunnaic iad an toiseach leasachadh peatalan agus mhothaich iad gu bheil na pàtrain cuticle a’ nochdadh nuair a bhios ceallan a’ leudachadh, a’ moladh gu robh fàs cudromach. Cho-dhùin iad an uairsin an gabhadh tomhas paramadairean fiosaigeach co-cheangailte ri fàs, leithid leudachadh cealla agus tiugh cuticle, ro-innse iomchaidh a dhèanamh air na pàtrain a chaidh fhaicinn, agus lorg iad nach b’ urrainn dhaibh. Ghabh iad an uair sin ceum air ais gus feuchainn ri faighinn a-mach dè bha a dhìth.
Tha feartan stuth, ge bith an ann neo-organach no air an dèanamh le ceallan beò mar an cuticle, dualtach a bhith an urra ri nàdar ceimigeach an stuth seo. Le seo san amharc, cho-dhùin an luchd-rannsachaidh sùil a thoirt air ceimigeachd cuticle, agus lorg iad, gu dearbh, gu bheil seo na fheart smachdachaidh. Gus seo a dhèanamh, chleachd iad an-toiseach dòigh ùr bhon raon ceimigeachd gus sgrùdadh a dhèanamh air co-dhèanamh an cuticle aig puingean sònraichte thar a’ bhileag. Sheall seo gu bheil roinnean petal le inneach eadar-dhealaichte (rèidh no stiallach) cuideachd eadar-dhealaichte ann an ceimigeachd an uachdar aca.
An coimeas ri cuticle rèidh, lorg iad gu bheil ìrean àrda de dh ’aigéad dihydroxy-palmitic agus cèir agus ìrean ìosal de choimeasgaidhean phenolic anns a’ cuticle striated. Gus faighinn a-mach an robh ceimigeachd cuticle cudromach dha-rìribh, thòisich iad an uairsin air dòigh-obrach tar-ghnèitheach ann an Hibiscus gus ceimigeachd cuticle atharrachadh gu dìreach anns na lusan, a’ cleachdadh ginean coltach ris an fheadhainn a bha aithnichte airson smachd a chumail air cinneasachadh mholacilean cuticle ann am modail planntrais eile, Arabidopsis.
Sheall seo gum faodar inneach cuticle atharrachadh, gun a bhith ag atharrachadh fàs cealla, dìreach le bhith ag atharrachadh cumadh cuticle. Ciamar as urrainn do cheimigeachd cuticle smachd a chumail air a phasgadh 3D? Tha an luchd-rannsachaidh den bheachd gu bheil atharrachadh ann an cuticle ceimigeachd a 'toirt buaidh air feartan meacanaigeach an cuticle oir, eadhon nuair a chaidh a shìneadh le inneal sònraichte, dh' fhan bileagan transgenic le cuticle rèidh rèidh, eu-coltach ris an fheadhainn bho lusan fiadhaich.