Rostliny žízní po vodě, stejně jako my zvířata, ale způsob, jakým voda prosakuje jejich tkáněmi, zůstává do určité míry záhadou, protože snaha vidět, jak se to děje, zhoršuje proces.
Fyzius z University of Nottingham Flavius Bascot a jeho tým mohli aplikovat jemnou zobrazovací technologii novým způsobem a mohli sledovat střeva rostlin v akci, jak pijí v reálném čase.
„Vyvinuli jsme způsob, jak si dovolit nahlížet na tento proces na úrovni jednotlivých buněk,“ Ona řekla Elektrofyziolog z University of Nottingham Kevin Webb. „Nejenže vidíme, jak voda stoupá uvnitř kořene, ale také vidíme, kde a jak cestuje kolem.“
Voda je pro rostliny nejen nezbytná, ale také slouží jako prostředek pro přepravu dalších živin, minerálů a důležitých biomolekul v živých strukturách. Jak efektivně rostliny přemisťují vzácnou tekutinu, může mít obrovský dopad na jejich schopnost odolat drsným podmínkám prostředí.
„Abychom monitorovali příjem vody v živých rostlinách, aniž bychom je poškodili, použili jsme citlivou techniku optické mikroskopie na bázi laseru, abychom viděli pohyb vody v neinvazivních živých kořenech, což se ještě nikdy nestalo,“ vysvětlil Webb.
Odhalením toho, jak jsou fotony světla rozptýleny z úzkého laserového zdroje, Ramanova spektroskopie Poskytuje zobrazování v reálném čase, na molekulární úrovni, za přirozených podmínek, bez nutnosti molekulárního značení.
Tato technika je tak citlivá, že dokáže detekovat hmotnost a směr molekulárních vazeb. To znamená, že kontrast může být zajištěn použitím molekul, které vyčnívají z jejich okolí – v tomto případě oxid deuteria, lépe známý jako těžká voda, místo obyčejné vody. Deuterium je izotop vodíku, který kromě obvyklého jediného protonu běžného vodíku obsahuje ještě neutron, což zdvojnásobuje jeho hmotnost.
Přestože těžká voda má mírně odlišné vlastnosti, je podobná běžné vodě natolik, že v malých množstvích věci fyziologicky nezmění.
Skeny detekovaly puls těžké vody do 80 sekund po odhalení kořenů vědců. Nejdůkladněji studovaná rostlina, Rashad (Arabidopsis thaliana). Bascott a tým střídavě vystavovali kvetoucí rostlinu běžné vodě a těžké vodě, aby sledovali, jak se nová voda pohybuje tkáněmi rostliny.
Vědci kupodivu objevili pouze vodu absorbovanou uvnitř kořenů, kam voda transportuje kořenové tkáně textura Vyskytuje se, což naznačuje, že počáteční příjem vody není sdílen s okolními tkáněmi na cestě od kořenů ke zbytku rostliny.
Vědci se domnívají, že to znamená, že v rostlině existují dva „vodní světy“ a že druhý systém pro difúzi vody distribuuje vodu do těchto vnějších tkání.
Schopnost pozorovat tento proces nám pomůže porozumět mu a lépe plánovat plodiny pro bouřlivou budoucnost, které čelíme.
„Cílem je zvýšit globální produktivitu potravin porozuměním a používáním typů rostlin, které mají nejlepší šance na přežití a které mohou být nejproduktivnější v jakémkoli daném prostředí, bez ohledu na to, jak suché nebo vlhké je,“ Ona řekla web.
Bascott a tým vyvíjejí přenosnou verzi zobrazovací technologie, která umožňuje intuitivnější terénní studie, a také věří, že by tato technologie mohla být použita v zařízeních pro monitorování zdravotní péče, přestože naše buňky jsou mnohem menší než buňky v rostlinách.
Zatím nám to „slibuje, že nám pomůže vyřešit důležité otázky typu – jak se rostliny cítí“ ohledně dostupnosti vody? “ vysvětlil Botanik z University of Nottingham Malcolm Bennett.
„Odpovědi na tuto otázku jsou životně důležité pro navrhování budoucích plodin, které budou lépe přizpůsobeny výzvám, kterým čelíme.“ Klimatická změna a měnící se počasí.
Tento výzkum byl publikován v Spojení přírody.
„Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč.“
