Studiuesit e Kembrixhit kanë treguar se bimët mund të rregullojnë kiminë e sipërfaqes së petaleve të tyre për të krijuar sinjale të ylbertë të dukshme për bletët.
Ndërsa shumica e luleve prodhojnë pigmente që duken shumëngjyrëshe dhe veprojnë si një sinjal vizual për pjalmuesit, disa lule gjithashtu krijojnë modele mikroskopike tre-dimensionale në sipërfaqet e tyre të petaleve. Këto vija paralele reflektojnë gjatësi vale të veçanta të dritës për të prodhuar një efekt optik të ylbertë që nuk është gjithmonë i dukshëm për sytë e njeriut, por i dukshëm për bletët.
Ka shumë konkurrencë për vëmendjen nga pjalmuesit dhe – duke pasur parasysh se 35% e të korrave në botë mbështeten te pjalmuesit e kafshëve – të kuptuarit se si bimët bëjnë modele petale që kënaqin pjalmuesit, mund të jenë të rëndësishme për drejtimin e kërkimeve dhe politikave të ardhshme në bujqësi, biodiversitet dhe ruajtje.
Hulumtimi i udhëhequr nga ekipi i profesor Beverley Glover në Departamentin e Shkencave të Bimëve të Kembrixhit zbuloi se modelimi i petaleve ka më shumë sesa duket në sy. Rezultatet e mëparshme treguan se përkulja mekanike e hollë, mbrojtëse kutikula shtresa në sipërfaqen e petaleve të reja në rritje mund të shkaktojë formimin e kreshtave mikroskopike.
Këto kreshta gjysmë të renditura veprojnë si grila difraksioni që reflektojnë gjatësi vale të ndryshme të dritës për të krijuar një efekt të dobët të ylbertë blu-halo në spektrin blu-UV që mund të shohin bletët. Megjithatë, pse ato strija formohen vetëm në lule të caktuara apo edhe vetëm në pjesë të caktuara të petaleve nuk u kuptua.
Edwige Moyroud, e cila e filloi këtë kërkim në laboratorin e Profesor Glover dhe tani është duke udhëhequr grupin e saj kërkimor në Laboratorin Sainsbury, ka zhvilluar hibiscusin vendas australian, mallow Venecias (Hibiscus trionum), si një specie e re model për të provuar të kuptojë se si dhe kur zhvillohen këto nanostruktura.
"Modeli ynë fillestar parashikoi se sa shumë qeliza rriten dhe sa kutikula bëjnë ato qeliza ishin faktorët kryesorë që kontrollonin formimin e strijave," tha Dr. Moyroud, "por kur filluam të testonim modelin duke përdorur punë eksperimentale në mallow të Venecias zbuluam se formimi i tyre gjithashtu varet shumë nga kimia e kutikulës, e cila ndikon në mënyrën se si kutikula reagon ndaj forcave që shkaktojnë përkulje.
“Pyetja tjetër që duam të eksplorojmë është se si kimitë e ndryshme mund të ndryshojnë vetitë mekanike të kutikulës, si një material ndërtues nanostrukturë. Mund të ndodhë që përbërje të ndryshme kimike të rezultojnë në një kutikulë me arkitekturë të ndryshme ose me ngurtësi të ndryshme dhe për rrjedhojë mënyra të ndryshme reagimi ndaj forcave të përjetuara nga qelizat ndërsa petali rritet.
Ky projekt zbuloi se ekziston një kombinim i proceseve që punojnë së bashku dhe i lejojnë bimët të formojnë sipërfaqet e tyre. Dr. Moyroud shtoi, “Bimët janë kimistë të mrekullueshëm dhe këto rezultate ilustrojnë se si ato mund të rregullojnë saktësisht kiminë e kutikulës së tyre për të prodhuar tekstura të ndryshme nëpër petalet e tyre. Modelet e formuara në shkallë mikroskopike mund të përmbushin një sërë funksionesh, nga komunikimi me pjalmuesit deri te mbrojtja kundër barngrënësve ose patogjenëve.
"Ata janë shembuj të mrekullueshëm të diversifikimit evolucionar dhe duke kombinuar eksperimentet dhe modelimin llogaritës ne kemi filluar të kuptojmë pak më mirë se si bimët mund t'i fabrikojnë ato."
Gjetjet do të publikohen në Biologjia e tanishme.
“Këto njohuri janë gjithashtu të dobishme për biodiversitetin dhe punë konservuese sepse ato ndihmojnë për të shpjeguar se si bimët ndërveprojnë me mjedisin e tyre”, tha profesori Glover, i cili është gjithashtu drejtor i Kopshtit Botanik të Universitetit të Kembrixhit, në të cilin studiuesit vunë re për herë të parë lulet e ylberta të mallowit të Venecias.
“Për shembull, speciet që janë të lidhura ngushtë, por që rriten në rajone të ndryshme gjeografike, mund të kenë modele shumë të ndryshme petalesh. Të kuptuarit e arsyes pse petalet ndryshojnë dhe se si kjo mund të ndikojë në marrëdhënien midis bimëve dhe pjalmuesve të tyre, mund të ndihmojë në informimin më të mirë të politikave në menaxhimin e ardhshëm të sistemeve mjedisore dhe ruajtjen e biodiversitetit.
Hetimi i asaj që drejton modelimin 3D të petaleve
Studiuesit morën një qasje hap pas hapi ndaj hetimeve. Ata së pari vëzhguan zhvillimin e petaleve dhe vunë re se modelet e kutikulave shfaqen kur qelizat zgjaten, duke sugjeruar se rritja ishte e rëndësishme. Ata më pas përcaktuan nëse matja e parametrave fizikë të lidhur me rritjen, si zgjerimi i qelizave dhe trashësia e kutikulës, mund të parashikonte në mënyrë adekuate modelet e vëzhguara dhe zbuluan se nuk mund ta bënin. Më pas ata bënë një hap prapa në përpjekje për të identifikuar atë që mungonte.
Vetitë e një materiali, qofshin ato inorganike ose të prodhuara nga qelizat e gjalla si kutikula, ka të ngjarë të varen nga natyra kimike e këtij materiali. Me këtë në mendje, studiuesit vendosën të shikonin kiminë e kutikulës dhe zbuluan se, me të vërtetë, ky është një faktor kontrollues. Për ta bërë këtë, ata fillimisht përdorën një metodë të re nga fusha e kimisë për të analizuar përbërjen e kutikulës në pika shumë specifike përgjatë petalit. Kjo tregoi se rajonet e petaleve me tekstura të kundërta (të lëmuara ose të strijuara) gjithashtu ndryshojnë në kiminë e sipërfaqes së tyre.
Krahasuar me kutikulën e lëmuar, ata zbuluan se kutikula e strijuar ka nivele të larta të acidit dihidroksi-palmitik dhe dylleve dhe nivele të ulëta të përbërjeve fenolike. Për të testuar nëse kimia e kutikulave ishte vërtet e rëndësishme, ata më pas filluan një qasje transgjenike në Hibiscus për të ndryshuar kiminë e kutikulave drejtpërdrejt në bimë, duke përdorur gjene të ngjashme me ato të njohura për kontrollin e prodhimit të molekulave të kutikulave në një bimë model tjetër, Arabidopsis.
Kjo tregoi se tekstura e kutikulës mund të modifikohet, pa ndryshuar rritjen e qelizave, thjesht duke modifikuar përbërjen e kutikulës. Si mundet kimia e kutikulës të kontrollojë palosjen e saj 3D? Studiuesit mendojnë se një ndryshim në kutikulën kimi ndikon në vetitë mekanike të kutikulës pasi, edhe kur shtrihen duke përdorur një pajisje të veçantë, petalet transgjenike me kutikulë të lëmuar mbetën të lëmuara, ndryshe nga ato të bimëve të llojit të egër.