Rastliny smädia po vode, rovnako ako my zvieratá, ale presne to, ako ju vylúhujú cez tkanivá, zostáva záhadou, pretože pokusy sledovať, ako sa to deje, proces narušujú.
Použitím jemnej zobrazovacej techniky novým spôsobom, fyzik Flavius Pascutt z University of Nottingham a jeho tím mohli vidieť krčmy rastlín pri práci, keď pili v reálnom čase.
„Vyvinuli sme spôsob, ktorý nám umožní vidieť tento proces na úrovni jednotlivých buniek,“ Povedal Elektrofyziológ z Nottinghamskej univerzity Kevin Webb. „Vidíme nielen vodu, ktorá sa pohybuje hore v koreni, ale aj to, kde a ako sa pohybuje.“
Voda je nielen potrebná pre rastliny, ale slúži aj ako dopravný prostriedok pre transport ďalších živín, minerálov a dôležitých biomolekúl do živých štruktúr. Účinnosť, ktorou sú rastliny schopné pohybovať vzácnou kvapalinou, môže mať obrovský vplyv na ich schopnosť tolerovať drsné environmentálne podmienky.
Webb vysvetlil: „Aby sme mohli pozorovať vodu v živých rastlinách bez toho, aby sme im ublížili, použili sme citlivú laserovú optickú mikroskopickú techniku na neinvazívne sledovanie pohybu vody v živých koreňoch, čo sa nikdy predtým nerobilo.“
Detekciou, ako sú rozptýlené svetelné fotóny z úzkeho laserového zdroja, Ramanova mikroskopia Poskytuje zobrazovanie na molekulárnej úrovni v reálnom čase v prírodných podmienkach bez nutnosti molekulárneho značenia.
Táto technika je taká citlivá, že dokáže detekovať hmotnosť a orientáciu molekulárnych väzieb. To znamená, že kontrast je možné dosiahnuť použitím molekúl, ktoré vyčnievajú zo svojho okolia – v tomto prípade oxidu deutéria známeho ako ťažká voda, namiesto normálnej vody. Deutérium je izotop vodíka, ktorý obsahuje neutrón a tiež bežný protón normálneho vodíka, ktorý zdvojnásobuje svoju hmotnosť.
Aj keď má ťažká voda mierne odlišné vlastnosti, je veľmi podobná normálnej vode, keď fyzicky veci nemení v malom množstve.
Skeny detegovali pulz ťažkej vody do 80 sekúnd potom, čo vedci odhalili korene. najlepšie študovaná rastlina, žerucha (Arabidopsis thaliana) Pascut a tím striedavo vystavujú kvitnúcu rastlinu normálnej vode a silnej vode, aby zistili, ako sa nová voda pohybuje tkanivom rastliny.
Je zvláštne, že vedci zistili nasatú vodu iba vo vnútornej časti koreňov, kde sa voda presúva do koreňového tkaniva. xylem , čo naznačuje, že táto počiatočná absorpcia vody nie je zdieľaná s okolitým tkanivom, keď cestuje z koreňov do zvyšku rastliny.
Vedci sa domnievajú, že to znamená, že v rastline existujú „dva vodné svety“ a že ďalší systém difúzie vody distribuuje vodu do týchto vonkajších tkanív.
Schopnosť sledovať tento proces nám pomôže porozumieť mu a lepšie naplánovať plodiny na prevrat, ktorému čelíme.
„Cieľom je zvýšiť globálnu produktivitu potravín porozumením a používaním odrôd rastlín s najlepšími šancami na prežitie, ktoré môžu byť najproduktívnejšie v akomkoľvek prostredí, bez ohľadu na to, či je suché alebo mokré,“ Povedal Web.
Pascut a tím vyvíjajú prenosnú verziu zobrazovacej technológie, ktorá by umožnila prístupnejšie terénne štúdie, a taktiež sa domnievajú, že túto technológiu je možné použiť v zariadeniach na monitorovanie zdravia, aj keď naše bunky sú oveľa menšie ako rastliny.
Zatiaľ však „sľubuje, že nám pomôže pri riešení dôležitých otázok, ako napríklad – ako rastliny vnímajú dostupnosť vody?“ Vysvetlené Malcolm Bennett, rastlinný vedec z University of Nottingham.
„Odpovede na túto otázku sú rozhodujúce pre lepšie prispôsobenie budúcich plodín výzvam, ktorým čelíme. Zmena podnebia a meniace sa vzorce počasia. “
Tento výskum bol publikovaný v prírodná komunikácia.
