Plants Breathing: మొక్కలు ఎలా శ్వాసిస్తాయో చూడాలని ఉందా?... ఇదిగో వీడియో!
- మొక్కలు శ్వాసించే ప్రక్రియను తొలిసారి వీడియో తీసిన శాస్త్రవేత్తలు
- 'స్టొమాటా ఇన్-సైట్' అనే కొత్త పరికరాన్ని ఆవిష్కరించిన ఇల్లినాయిస్ యూనివర్సిటీ
- పత్రరంధ్రాల పనితీరును రియల్ టైమ్ లో పరిశీలించేందుకు వీలు
- నీటి ఎద్దడిని తట్టుకునే పంటల అభివృద్ధికి ఈ పరిశోధన కీలకం
- వ్యవసాయ రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులకు నాంది పలుకుతుందని అంచనా
శతాబ్దాలుగా మొక్కలు ఆకులపై ఉండే సూక్ష్మ రంధ్రాల (పత్రరంధ్రాలు) ద్వారా శ్వాసిస్తాయని మనకు తెలుసు. కానీ, ఈ సంక్లిష్ట ప్రక్రియను ప్రత్యక్షంగా, రియల్ టైమ్ లో చూడటం ఇప్పటివరకు సాధ్యం కాలేదు. ఈ అసాధ్యాన్ని సుసాధ్యం చేస్తూ అమెరికాలోని ఇల్లినాయిస్ అర్బానా-షాంపైన్ యూనివర్సిటీ శాస్త్రవేత్తలు ఒక అద్భుతమైన ఆవిష్కరణ చేశారు. మొక్కలు శ్వాసించే విధానాన్ని తొలిసారిగా వీడియో తీసి, ప్రపంచానికి చూపించారు. ఈ పరిశోధన వ్యవసాయ రంగంలో విప్లవాత్మక మార్పులకు నాంది పలుకుతుందని నిపుణులు అంచనా వేస్తున్నారు.
ఏమిటీ 'స్టొమాటా ఇన్-సైట్' టెక్నాలజీ?
శాస్త్రవేత్తలు 'స్టొమాటా ఇన్-సైట్' (Stomata In-Sight) అనే ఒక ప్రత్యేకమైన పరికరాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. మొక్కల ఆకులపై ఉండే పత్రరంధ్రాలు (Stomata) కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం కార్బన్ డయాక్సైడ్ను గ్రహిస్తూ, అదే సమయంలో నీటి ఆవిరిని ఎలా బయటకు పంపుతాయో ఈ పరికరం కళ్లకు కట్టినట్టు చూపిస్తుంది. అత్యంత శక్తిమంతమైన కాన్ఫోకల్ మైక్రోస్కోప్, గ్యాస్ మార్పిడిని కచ్చితంగా కొలిచే వ్యవస్థ, మెషీన్ లెర్నింగ్ సాఫ్ట్వేర్లను అనుసంధానించి ఈ పరికరాన్ని రూపొందించారు. దీని ద్వారా ఉష్ణోగ్రత, తేమ, కాంతి, కార్బన్ డయాక్సైడ్ వంటి అంశాలను నియంత్రిస్తూ పత్రరంధ్రాల పనితీరును క్షణక్షణం గమనించవచ్చు.
పరిశోధన ప్రాముఖ్యత ఏంటి?
ఈ ఆవిష్కరణ వ్యవసాయ రంగానికి ఒక వరంలాంటిదని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు. పత్రరంధ్రాలు ఎలా, ఎప్పుడు తెరుచుకుంటాయి, మూసుకుంటాయనే విషయంపై స్పష్టత రావడం వల్ల నీటిని సమర్థంగా వినియోగించుకునే మొక్కల జన్యు లక్షణాలను గుర్తించడం సులభమవుతుంది. ముఖ్యంగా ప్రపంచవ్యాప్తంగా వ్యవసాయ ఉత్పాదకతకు నీటి కొరత అతిపెద్ద సవాలుగా మారింది. ఈ నేపథ్యంలో తక్కువ నీటితో అధిక దిగుబడినిచ్చే, కరవును తట్టుకునే వంగడాలను అభివృద్ధి చేయడానికి ఈ పరిశోధన ఎంతగానో దోహదపడుతుంది.
ఈ పరిశోధన బృందంలోని ఆండ్రూ లీకీ మాట్లాడుతూ.. "మొక్కలు కాంతి ఉన్నప్పుడు కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం పత్రరంధ్రాలను తెరుస్తాయి. చీకటిలో నీటిని ఆదా చేసేందుకు మూసివేస్తాయి. వాతావరణం వేడిగా, పొడిగా ఉన్నప్పుడు లేదా మనం నీళ్లు పోయడం మర్చిపోయినప్పుడు, అవి నీటిని కోల్పోకుండా ఉండేందుకు పత్రరంధ్రాలను మూసివేస్తాయి. దీనివల్ల వాటి పెరుగుదల దెబ్బతింటుంది" అని వివరించారు.
దాదాపు ఐదేళ్ల కఠోర శ్రమ తర్వాత ఈ పరికరాన్ని రూపొందించారు. ప్రస్తుతం ఈ టెక్నాలజీపై ఇల్లినాయిస్ యూనివర్సిటీ పేటెంట్ హక్కులు పొందింది. ఈ అధ్యయన వివరాలు ప్రఖ్యాత 'ప్లాంట్ ఫిజియాలజీ' జర్నల్లో ప్రచురితమయ్యాయి.
ఏమిటీ 'స్టొమాటా ఇన్-సైట్' టెక్నాలజీ?
శాస్త్రవేత్తలు 'స్టొమాటా ఇన్-సైట్' (Stomata In-Sight) అనే ఒక ప్రత్యేకమైన పరికరాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. మొక్కల ఆకులపై ఉండే పత్రరంధ్రాలు (Stomata) కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం కార్బన్ డయాక్సైడ్ను గ్రహిస్తూ, అదే సమయంలో నీటి ఆవిరిని ఎలా బయటకు పంపుతాయో ఈ పరికరం కళ్లకు కట్టినట్టు చూపిస్తుంది. అత్యంత శక్తిమంతమైన కాన్ఫోకల్ మైక్రోస్కోప్, గ్యాస్ మార్పిడిని కచ్చితంగా కొలిచే వ్యవస్థ, మెషీన్ లెర్నింగ్ సాఫ్ట్వేర్లను అనుసంధానించి ఈ పరికరాన్ని రూపొందించారు. దీని ద్వారా ఉష్ణోగ్రత, తేమ, కాంతి, కార్బన్ డయాక్సైడ్ వంటి అంశాలను నియంత్రిస్తూ పత్రరంధ్రాల పనితీరును క్షణక్షణం గమనించవచ్చు.
పరిశోధన ప్రాముఖ్యత ఏంటి?
ఈ ఆవిష్కరణ వ్యవసాయ రంగానికి ఒక వరంలాంటిదని శాస్త్రవేత్తలు చెబుతున్నారు. పత్రరంధ్రాలు ఎలా, ఎప్పుడు తెరుచుకుంటాయి, మూసుకుంటాయనే విషయంపై స్పష్టత రావడం వల్ల నీటిని సమర్థంగా వినియోగించుకునే మొక్కల జన్యు లక్షణాలను గుర్తించడం సులభమవుతుంది. ముఖ్యంగా ప్రపంచవ్యాప్తంగా వ్యవసాయ ఉత్పాదకతకు నీటి కొరత అతిపెద్ద సవాలుగా మారింది. ఈ నేపథ్యంలో తక్కువ నీటితో అధిక దిగుబడినిచ్చే, కరవును తట్టుకునే వంగడాలను అభివృద్ధి చేయడానికి ఈ పరిశోధన ఎంతగానో దోహదపడుతుంది.
ఈ పరిశోధన బృందంలోని ఆండ్రూ లీకీ మాట్లాడుతూ.. "మొక్కలు కాంతి ఉన్నప్పుడు కిరణజన్య సంయోగక్రియ కోసం పత్రరంధ్రాలను తెరుస్తాయి. చీకటిలో నీటిని ఆదా చేసేందుకు మూసివేస్తాయి. వాతావరణం వేడిగా, పొడిగా ఉన్నప్పుడు లేదా మనం నీళ్లు పోయడం మర్చిపోయినప్పుడు, అవి నీటిని కోల్పోకుండా ఉండేందుకు పత్రరంధ్రాలను మూసివేస్తాయి. దీనివల్ల వాటి పెరుగుదల దెబ్బతింటుంది" అని వివరించారు.
దాదాపు ఐదేళ్ల కఠోర శ్రమ తర్వాత ఈ పరికరాన్ని రూపొందించారు. ప్రస్తుతం ఈ టెక్నాలజీపై ఇల్లినాయిస్ యూనివర్సిటీ పేటెంట్ హక్కులు పొందింది. ఈ అధ్యయన వివరాలు ప్రఖ్యాత 'ప్లాంట్ ఫిజియాలజీ' జర్నల్లో ప్రచురితమయ్యాయి.
