آیا گیاهان زیر دریایی برای گسترش ژن های خود مانند گیاهان روی زمین از گرده افشانی استفاده می کند یا به آب وابسته هستند؟ توضیح دهید و نتایج آخرین مطالعات را در این زمینه را ارائه کنید.
لطفا فقط از طریق سایت پژوهش جواب سوال پژوهشی داده شود. به جواب های غیر سایت ترتیب اثر داده نخواهد شد. به برنده کارت امتیاز 200 تایی اهدا خواهد شد.
عرفان اسماعیلی
امیر محمد قادری وصال
امیرمحمد قادری وصال
نیما شمیسا
دانیال صفری
گُل یا شکوفه ساختار زایشی در گیاهان گلدار یا نهان‌دانه است. کارکرد زیست‌شناختی گل به هم رسانیدن یاختهٔ زایشی نر (اسپرم) و یاخته زایشی ماده (تخم) است. این فرایند با گرده‌افشانی آغاز و پس از لقاح به تشکیل دانه می‌انجامد. گل‌ها برای روحیه انسان بسیار مؤثر هستند
گل را می‌توان جوانه‌ای تصور کرد که برای تولیدمثل گیاه مادر تغییر شکل یافته‌است. در جریان تبدیل برگ به گل، برگ از نظر شکل و رنگ دستخوش تغییرات فراوانی می‌شود. این برگ‌های تغییرشکل‌یافته را قسمت‌های گل می‌نامند.[۱]
گل‌ها می‌توانند پیوند دو نژاد را آسان کنند (تلفیق اسپرم و تخم گلهای مختلف در یک گونه) یا درون گونه خود افزایش یابند (تلفیق اسپرم و تخم در همان گونه). بعضی از گل‌ها بدون لقاح، دیاسپور تولید میکنند (parthenocarpy). گل‌ها دارای اسپورانژیا هستند، جاییکه محتوی گامتوفیت می‌باشد. گل‌ها منجر به تولید میوه و دانه می‌شوند. بعضی از گل‌ها در دوره تکامل خود برای حیوانات جذاب هستند و این دلیلی است که حیوانات را عامل گرده افشانی آنها می‌کند. علاوه بر تسهیل تولید مثل گیاهان گلدار، گل‌ها مدت طولانی است؛ که توسط انسان‌ها تحسین شده و برای زیباسازی محیط، نشانه‌ای از عشق، آیین، مذهب، پزشکی و به عنوان منبع غذایی استفاده می‌شوند.
یک گل، از چهار قسمت که به بالای یک ساقه کوتاه متصل شده‌اند، تشکیل شده است. هر کدام از این بخش‌ها در یک حلقه از حفره گل گیاه قرار گرفته‌اند. چهار حلقه اصلی (با شروع از پایه گل یا پایین‌ترین گره و حرکت به سمت بالا) به شرح زیر است:
بخشهای گیاهی گلویرایشدر مجموع کاسه گل و جام گل را تشکیل می‌دهند.
گل سجاد بحیرایی
ساختار گلویرایشاگرچه ترتیب توصیف بالا "معمولاً " در نظر گرفته می‌شود، گونه‌های گیاهی تنوع گسترده‌ای از ساختار گل را نشان می‌دهند. این تغییرات در تکامل گیاهان گلدار دارای اهمیت هستند و بصورت گسترده توسط گیاه شناسان برای ایجاد ارتباط بین گونه‌های مختلف گیاهی استفاده می‌شوند. چهار بخش اصلی گل معمولاً بر اساس محل قرار گیری خود در حفره گل تعریف می‌شوند نه بر اساس عملکرد خود. بعضی از گل‌ها فاقد برخی از قسمت‌ها هستند یا بعضی قسمت‌ها ممکن است برای عملکرد دیگری تغییر یافته باشند یا شبیه بخش دیگری که معمولاً وجود دارد دیده شوند. در بعضی خانواده‌ها، مثل آلالگان، گلبرگها تا حد زیادی کوچک شده و در بعضی گونه‌ها کاسبرگها رنگی بوده و شبیه گلبرگ هستند. گلهای دیگر پرچم‌های تغییر یافته دارند که شبیه گلبرگ هستند، گل صدتومانی و گلهای رز پرچم‌های گلبرگی شکل دارند. گل‌ها تغییرات بزرگی را نشان می‌دهند و دانشمندان گیاه‌شناسی این تغییرات را به روش‌های سیستماتیک برای شناسایی و تشخیص گونه‌ها توصیف میکنند.
اصطلاحات خاصی برای توصیف گل‌ها و بخشهای آنها استفاده می‌شود. بسیاری از بخشهای گل‌ها با یکدیگر ترکیب شده‌اند، منشأ بخشهای ترکیبی، از همان حلقه گل مادرزادی هستند، در حالیکه منشأ بخشهای ترکیبی از حلقه‌های مختلف حاصل بخش‌هایی است که ترکیبشان آزادانه نبوده است. گلبرگ‌های ترکیب شده که داخل یک لوله یا حلقه به عنوان یک بخش جدا می‌شوند، هم برگی نامیده می‌شوند (گلبرگ پیوسته نیز می‌نامند). گلبرگ‌های ترکیبی قسمت‌های متمایزی دارند: پایه استوانه‌ای، شکل لوله است، منطقه پهن آن شکل گلو و منطقه شعله‌ور بیرونی، شاخه شکل است. گل هم برگی با تقارن دو طرفه، با لب بالایی و پایینی دو لبی نامیده می‌شود (bilabiate). گلهای با گلبرگ‌های ترکیبی یا کاسبرگها جام گل یا کاسه گل به شکل‌های مختلفی دارند، از جمله: زنگی شکل، قیفی شکل، لوله‌ای، زنگوله‌ای، سینی شکل و یا چرخشی.
اشاره به «همجوشی» که معمولاً انجام می‌شود، سؤال برانگیز است چرا که حداقل فرایندهای انجام شده ممکن است غیر همجوشی باشند. به عنوان مثال، علاوه بر این رشد اضافی در یا زیر پایه پری موردیا، زائده‌های گل، مانند کاسبرگها، گلبرگها، پرچم‌ها و برچه‌ها که به یک پایه مشترک هدایت می‌شوند نتیجه همجوشی نیستند.
بیشتر گل‌ها تقارن دارند. هنگامی که پوشش گل از محور مرکزی از هر نقطه به دو قسمت تقسیم شود، نیمه متقارن بوجود می‌آید و تشکیل یک تقارن شعاعی می‌دهد. این گل‌ها نیز به نام اکتینومورف یا متقارن شناخته می‌شوند، به عنوان مثال، رز و تریلیوم. وقتی گل‌ها به دو نیمه تقسیم شوند و فقط یک خط باشد که نیمه متقارن ایجاد کند، این گل‌ها را بی قاعده یا متقارن الطرفین می‌نامند، مثل گل میمون یا بیشتر ارکیده‌ها. گل‌ها ممکن است به طور مستقیم از پایه خود به گیاه متصل شوند (بی ساقه _ ساقه حمایت کننده یا ساقه خیلی کوچک شده یا بدون ساقه). ساقه یا ساقه زیرین یک گل، دمگل یا پدانکل نامیده می‌شود. اگر یک دمگل از گلهای زیادی حمایت کند، ساقه‌های متصل به هر گل که به محور اصلی متصل می‌شوند ساقه کوچک یا پایک نامیده می‌شوند. راس اشکال ساقه گل که تورم انتهایی دارد جام گل یا تاروسنامیده می‌شود.
گونه‌هایی که بیش از یک گل در یک محور دارند، خوشه جمعی گل یا گل آذین می‌نامند. بعضی از گل آذین‌ها از ترکیب تعداد زیادی گلهای کوچک تشکیل شده‌اند که در کنار هم به شکل تنها یک گل دیده می‌شوند. مثال متداول، تعداد زیادی از اعضای گروه بزرگ کامپوزیت‌ها (آستراسه آ) هستند. گل آفتابگردان، برای مثال، یک گل نیست اما سر گل _ گل آذین متشکل از گلهای متعدد (یا گلچه) است. گل آذین ممکن است شامل ساقه‌های تخصص یافته و برگ‌های تغییر شکل یافته باشد که به نام برگک شناخته می‌شوند.
نمودار گل و فرمول گلویرایشفرمول گل راهی برای نشان دادن قسمت‌های مختلف گل با استفاده از اصطلاحات خاص است، شماره‌ها و سمبل‌ها، اطلاعات قابل توجهی را در یک فرم فشرده ارائه می‌دهند. می‌تواند یک آرایه (taxon) باشد، معمولاً محدوده‌ای از تعداد عضوهای مختلف یا گونه‌های خاص را ارائه می‌دهد. فرمول گل در اوایل قرن ۱۹ گسترش یافته است و استفاده از آن در طول زمان کاهش یافته است. پرنر و همکارانش (۲۰۱۰) مدل‌های موجود را برای گسترش توان توصیفی آن فرمول‌ها ابداع کرده‌اند. قالب فرمول گل در نقاط مختلف جهان متفاوت است، اما همان اطلاعات را ارائه می‌دهد.
ساختار گل می‌تواند با استفاده از نمودار گل نیز بیان شود. استفاده از طرح‌های شماتیک می‌تواند جایگزین توصیفات طولانی یا نقشه‌های پیچیده که ابزاری برای درک ساختار گل و سیر تکامل آن هستند، باشند. این نمودارها ممکن است ویژگی‌های مهمی از گل‌ها را نشان دهند، ازجمله موقعیت‌های نسبی اندام‌های مختلف، وجود همجوشی و تقارن و همچنین جزئیات ساختاری.
یک گل از یک ساقه تغییر شکل یافته یا قسمت معینمریستم راسی رشد می‌کند (قسمت معین به معنی رشد محوری در یک جهت است). این قسمت فشرده، در مورفولوژی گیاهی کلاسیک به عنوان برگ‌های اصلاح شده تفسیر شده‌اند. با این حال، مطالعات تفصیلی رشد، نشان داده‌اند که پرچم‌ها اغلب کم و بیش شبیه ساقه تغییر شکل یافته (کالوم‌ها) هستند که در بعضی موارد حتی ممکن است شبیه شاخه باشند. با توجه به تمام تنوع رشد آندروسئوم گیاهان گلدار، ما یک زنجیره بین برگ‌های تغییر شکل یافته (فیلوم‌ها)، ساقه‌های تغییر یافته (کالوم‌ها) و شاخه‌های تغییر یافته (ساقه‌ها) پیدا کرده‌ایم.
انتقال گلویرایشانتقال گل یکی از تغییرات فاز اصلی است که یک گل در طول چرخه زندگی خود انجام می‌دهد. این انتقال باید در زمانی صورت بگیرد که لقاح و تشکیل دانه مناسب باشد، در این صورت اطمینان از موفقیت تولید مثل حداکثر خواهد بود. برای پاسخگویی به این نیازهای گیاه باید نشانه‌های درون زا و زیست‌محیطی مهم مانند تغییرات در سطحهورمون‌های گیاهی و درجه حرارت فصلی و تغییرات طول روز را تفسیر کرد. بسیاری از گیاهان چند ساله و بیشتر گیاهان دو ساله در بهاره سازی گل می‌دهند. تفسیر مولکولی این سیگنال‌ها از طریق انتقال یک سیگنال پیچیده به نام فلوریژن می‌باشد که ژن‌های دخیل آن شامل کنستان، لوکوز گلدهی C، لوکوز گلدهی T می‌باشند. فلوریژن در برگ‌ها، در زمان مطلوب باروری تولید می‌شود و در غنچه‌ها عمل می‌کند و تغییرات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی مختلف را به سمت رشد راهنمایی می‌کند.
اولین مرحله از این تحولات، تبدیل ساقه رویشی پری موردیا به گل پری موردیا می‌باشد. این اتفاق به عنوان تغییرات بیوشیمیایی در تمایز سلولی برگ صورت می‌گیرد. جوانه و بافتهای بنیادی، داخل بافت اندام‌های تناسلی رشد میکنند. رشد بخش مرکزی از نوک ساقه متوقف یا مسطح می‌شود و تورمی در یک طرف آن گسترش می‌یابد و حالت مارپیچی یا اسپیرال را در اطراف خارجی انتهای ساقه ایجاد می‌کند. این برآمدگی داخل کاسبرگها، گلبرگها، پرچم‌ها و برچه‌ها گسترش می‌یابد. در بسیاری از گیاهان، زمانی که این پروسه آغاز می‌شود، نمی‌توان آن را معکوس کرد و ساقه گل‌ها بسط پیدا میکنند حتی اگر شروع اولیه این رویداد به برخی از نشانه‌های زیست‌محیطی وابسته باشد. زمانی که این پروسه آغاز می‌شود حتی اگر نشانه‌ها حذف شوند، ساقه به ایجاد گل ادامه می‌دهد.
رشد و نمو اندامویرایشبررسیهای مولکولی برای شناسایی اندام‌های گل در درک بعضی از گونه‌ها نسبتاً خوب به نظر می‌رسد. در یک مدل ساده، تعامل فعالیت‌های سه ژن در یک روش ترکیبی، هویت رشد و نمو اندام پری موردیا را داخل مریستم گل مشخص می‌کند. این ژن‌ها را، ژن‌های عملکردی A، B و C می‌نامند. در اولین حلقه گل فقط ژن A بیان می‌شود که منجر به تشکیل کاسبرگ می‌شود. در حلقه دوم هر دو ژن A و B بیان می‌شوند که منجر به تشکیل گلبرگ می‌شوند. در حلقه سوم، ژن‌های B و C تشکیل پرچم را باعث می‌شوند و در مرکز گل ژن C به تنهایی باعث رشد برچه‌ها می‌شود. این مدل بر اساس مطالعات انجام شده رویجهش هموتیک در رَشادی گوش‌موشی و گل میمون Antirrhinum majus می‌باشد. به عنوان مثال، زمانی که عملکرد ژن B از دست می‌رود، گلهای جهش یافته با کاسبرگها در حلقه اول بطور معمول تولید می‌شوند، همچنین در حلقه دوم نیز، به جای گلبرگ طبیعی قرار می‌گیرند. در حلقه سوم عدم عملکرد ژن B و وجود عملکرد ژن C حلقه چهارمی ایجاد می‌شود که منجر به تولید برچه‌ها در حلقه سوم نیز می‌شوند. به مدل ABC رشد گل نگاه کنید.
بیشتر ژن‌های اصلی در این مدل متعلق به باکس ژن‌های MADS و فاکتورهای رونویسی هستند که بیان ژن‌های خاص برای هر عضو گل را تنظیم میکنند.
محمد حامی
گفتنی است که محققان پیشتر این جانوران را شناسایی کرده بودند اما اصلا نمی‌دانستند که آنها نقشی در گرده‌افشانی گیاهان دریایی دارند.
Mohammad amin
محققان دانشگاه ملی خودمختار مکزیک در مطالعه‌ای که از 2009 تا 2012 به طول انجامیده است، از سرگردانی‌های شبانه نوعی از سخت‌پوستان دریایی در میان بسترهای علفهای دریایی به نام «turtle seagrass» فیلم گرفته‌اند. دانشمندان با مشاهده این ویدئوها، بی‌مهرگانی را یافتند که روی گلهای نر حامل گرده می‌نشینند؛ دقیقا همانطور که زنبورها دور گیاهان مولد گرده می‌چرخند.
محمدامین محمد زاده
علیرضا فصیحی نژاد
سید علیرضا روشندل
علیرضا سلطانی میرچی
به گزارش جام جم آنلاین و به نقل از مهر، این برای نخستین بار است که محققان موفق به کشف این واقعیت دیدنی می شوند که اکوسیستم‌های زیرآبی متکی به گرده افشان‌هایی هستند که از حیث عملکرد، با زنبورهای ساکن در خشکی قابل مقایسه هستند.
بر اساس تحقیقات صورت گرفته، گیاهان زیرآبی همچون گیاهان خشکی از طریق گرده افشانی تکثیر می شوند. تا پیش از این تصور می شد که فرآیند گرده افشانی گیاهان با تکیه بر جریان آب انجام می شود اما حالا مشخص شده که در زیر آبهای جهان فرآیند گرده افشانی از طریق «زنبورهای دریایی» صورت می گیرد.
محققانی از دانشگاه ملی مکزیک با استفاده از سیستمهای پیشرفته فیلمبرداری در زیر آب گونه ای از علفهای دریایی موسوم بهThalassia testudinum را زیر نظر قرار داده و در کمال حیرت متوجه شدند انواعی از جانوران بی مهره بیشتر از آنکه به سراغ گیاهان بدون گل بروند خود را به شاخه های گلدار این نوع گیاه نزدیک می کنند و این دقیقا همان کاری است که زنبورها در خشکی برای عمل گرده افشانی انجام می دهند.
در این مطالعه به وضوح دیده می شود که جانوران مورد نظر با نزدیک شدن به گلهای گیاهان، گرده آنها را با خود حمل می کنند.
نکته جالب اینجاست که محققان پیشتر این جانوران را شناسایی کرده بودند اما هرگز تصور نمی کردند که نقشی در گرده افشانی گیاهان زیرآبی داشته باشند.
علیرضا عاشوری
پارسا سکوتی
محققان برای اولین بار مدرکی به دست آوردند که نشان می دهد اکوسیستم های زیر آب نیز گرده افشان هایی دارند که همان وظیفه زنبورها در خشکی را انجام می دهند.
به گزارش از پایگاه اینترنتی ساینس آلرت، گیاهان زیر دریا نیز درست مانند نمونه های زمینی خود برای تولید مثل گرده افشانی می کنند.
تاکنون زیست شناسان تصور می کردند که گیاهان دریایی برای گسترش ژن های خود تنها به آب تکیه دارند. اما کشف به اصطلاح زنبورهای ناقل گرده در دریا ، این باور را به کلی تغییر می دهد.
محققان ‘دانشگاه ملی خودمختار مکزیک’ در این مطالعه که در فصول بهار سال های 2009 تا 2012 صورت گرفت، از پرسه های شبانه سخت پوستان در میان بسترهایی علف های دریایی موسوم به turtle seagrass تصویربرداری کردند و با بررسی این ویدیوها، موفق شدند بی مهرگانی را بیابند که روی گل های نر حامل گرده می نشستند – درست مانند زنبورهایی که حول گیاهان مولد گرده در زمین می چرخند.
تا پیش از این، محققان هیچگاه پیش بینی نمی کردند که حیوانات در گرده افشانی گیاهان دریایی دخالت داشته باشند.
در حال حاضر، محققان وجود چنین ارتباطی را تنها با علف های دریایی turtle-grass نشان داده اند که گل های بزرگی دارد. اما هنوز لازم است بررسی های بیشتری صورت بگیرد تا مشخص شود که آیا سایر 60 گونه عجیب و غریب گیاه دریایی نیز برای انتقال گرده های خود به ‘زنبورهای دریایی’ تکیه دارند و یا خیر.
پس بدین نتیجه رسیدیم که گیاهان زیر دریا نیز مانند همزادهای روی خشکی خود برای تولید مثل از گرده افشانی استفاده کرده و اگر بخواهیم معادل سازی کنیم میتوانیم بگوییم که علف های دریایی موسوم به turtle seagrass نقش زنبور را برای گیاهان دریایی ایفا میکنند .
تاکنون زیست شناسان تصور می کردند که گیاهان دریایی برای گسترش ژن های خود تنها به آب تکیه دارند. اما کشف به اصطلاح زنبورهای ناقل گرده در دریا ، این باور را به کلی تغییر می دهد.
محققان 'دانشگاه ملی خودمختار مکزیک' در این مطالعه که در فصول بهار سال های 2009 تا 2012 صورت گرفت، از پرسه های شبانه سخت پوستان در میان بسترهایی علف های دریایی موسوم به turtle seagrass تصویربرداری کردند و با بررسی این ویدیوها، موفق شدند بی مهرگانی را بیابند که روی گل های نر حامل گرده می نشستند - درست مانند زنبورهایی که حول گیاهان مولد گرده در زمین می چرخند.
تا پیش از این، محققان هیچگاه پیش بینی نمی کردند که حیوانات در گرده افشانی گیاهان دریایی دخالت داشته باشند.
در حال حاضر، محققان وجود چنین ارتباطی را تنها با علف های دریایی turtle-grass نشان داده اند که گل های بزرگی دارد. اما هنوز لازم است بررسی های بیشتری صورت بگیرد تا مشخص شود که آیا سایر 60 گونه عجیب و غریب گیاه دریایی نیز برای انتقال گرده های خود به 'زنبورهای دریایی' تکیه دارند و یا خیر.
نتایج این تحقیق به تازگی در مجله Nature Communications منتشر شد.