Hydrotropism
હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ (હાઇડ્રો-"પાણી"; ઉષ્ણકટિબંધીય "સજીવ દ્વારા અનૈચ્છિક અભિગમ, જેમાં ઉત્તેજના માટે સકારાત્મક અથવા નકારાત્મક પ્રતિભાવ તરીકે વળવું અથવા વળવું શામેલ છે") એ છોડની વૃદ્ધિની પ્રતિક્રિયા છે જેમાં વૃદ્ધિની દિશા પાણીની સાંદ્રતામાં ઉત્તેજના અથવા ઢાળ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. એક સામાન્ય ઉદાહરણ એ છે કે છોડનું મૂળ ભેજવાળી હવામાં વધે છે જે ઉચ્ચ સાપેક્ષ ભેજ સ્તર તરફ વળે છે. આનું જૈવિક મહત્વ છે કારણ કે તે તેની ઇકોસિસ્ટમમાં છોડની કાર્યક્ષમતા વધારવામાં મદદ કરે છે. હાઈડ્રોટ્રોપિઝમની પ્રક્રિયા રુટ કેપ સેન્સિંગ વોટર દ્વારા શરૂ થાય છે અને રુટના વિસ્તરતા ભાગને સંકેત મોકલે છે. ભૂગર્ભ મૂળમાં હાઇડ્રોટ્રોપિઝમનું નિરીક્ષણ કરવું મુશ્કેલ છે, કારણ કે મૂળ સહેલાઈથી અવલોકનક્ષમ નથી, અને મૂળ ગુરુત્વાકર્ષણ સામાન્ય રીતે મૂળ હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ કરતાં વધુ પ્રભાવશાળી હોય છે. જમીનમાં પાણી સહેલાઈથી વહે છે અને જમીનના પાણીની માત્રા સતત બદલાતી રહે છે તેથી જમીનના ભેજમાં કોઈ પણ ઢાળ સ્થિર નથી. રુટ હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ સંશોધન મુખ્યત્વે જમીનને બદલે ભેજવાળી હવામાં ઉગાડવામાં આવતા મૂળ માટે પ્રયોગશાળાની ઘટના છે. જમીનમાં ઉગાડવામાં આવતા મૂળમાં તેનું પર્યાવરણીય મહત્વ અસ્પષ્ટ છે કારણ કે આટલા ઓછા હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ સંશોધનમાં જમીનમાં ઉગાડવામાં આવતા મૂળની તપાસ કરવામાં આવી છે. હાઈડ્રોટ્રોપિક પ્રતિક્રિયાનો અભાવ ધરાવતા મ્યુટન્ટ પ્લાન્ટની તાજેતરની ઓળખ પ્રકૃતિમાં તેની ભૂમિકાને સ્પષ્ટ કરવામાં મદદ કરી શકે છે. અવકાશમાં ઉગાડવામાં આવતા છોડ માટે હાઇડ્રોટ્રોપિઝમનું મહત્વ હોઈ શકે છે, જ્યાં તે મૂળને માઇક્રોગ્રેવિટી વાતાવરણમાં પોતાને દિશા આપવાની મંજૂરી આપી શકે છે. આ વર્તણૂક લાખો વર્ષો પહેલા વિકસાવવામાં આવી હોવાનું માનવામાં આવે છે જ્યારે છોડ સૂકી જમીન પર તેમની મુસાફરી શરૂ કરે છે. જ્યારે આ સ્થળાંતરથી CO2નો વપરાશ ઘણો સરળ બન્યો હતો, ત્યારે તેનાથી છોડ માટે સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ પાણીની માત્રામાં ઘણો ઘટાડો થયો હતો. આમ, વધુ પાણી શોધવાની ક્ષમતા પર મજબૂત ઉત્ક્રાંતિ દબાણ મૂકવામાં આવ્યું હતું. મિકેનિઝમ છોડ ચયાપચય હેતુઓ માટે તેને શોષવા માટે તેમના પર્યાવરણમાં પાણીને ઓળખે છે. આ સજીવો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવા માટે સાર્વત્રિક રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા અણુઓને સંવેદના અને શોષી લેવા જોઈએ. છોડમાં, પાણીને અનુભવી શકાય છે અને વાર્ની અને કેનીના સંશોધનમાં મકાઈ સાથે દર્શાવ્યા મુજબ, માતાના મૂળ અથવા જૂના બારીક મૂળની સરખામણીમાં મુખ્યત્વે યુવાન બારીક મૂળ દ્વારા પાણીને શોષી લેવામાં આવે છે. પાણી તરફ આ મૂળની વૃદ્ધિની દિશા અને દર રસપ્રદ છે કારણ કે આ પાણી સંપાદનની કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે. વૈજ્ઞાનિકો જાણે છે કે મોટાભાગના ઉત્તેજના માટે મૂળના રીસેપ્ટર્સ રુટ કેપના કોષોમાં રાખવામાં આવે છે કારણ કે ડાર્વિનના 1880 ના પ્રકાશન "છોડની હિલચાલની શક્તિ" જેમાં તેમણે તેમના ગુરુત્વાકર્ષણ પ્રયોગોનું વર્ણન કર્યું હતું. ડાર્વિનના પ્રયોગોએ વિસિયા ફેબાના રોપાઓનો અભ્યાસ કર્યો હતો. રોપાઓ પિન સાથે સુરક્ષિત કરવામાં આવ્યા હતા, રુટ કેપ્સને કોટરાઇઝ કરવામાં આવ્યા હતા અને તેમની વૃદ્ધિ જોવા મળી હતી. ડાર્વિને નોંધ્યું હતું કે કોટરાઇઝ્ડ રુટ કેપ્સ કોઈપણ ઉત્તેજના તરફ વધ્યા ન હતા. જો કે તાજેતરમાં સુધી, માત્ર છેલ્લા દાયકામાં, વૈજ્ઞાનિકોએ પાણીના સંભવિત ઢાળના સંકેતો માટે મૂળના આવરણમાં સંભવિત રીસેપ્ટર શોધી કાઢ્યું છે. રીસેપ્ટર જેવા કાઇનેઝ (આર. એલ. કે.) પાણીના સંભવિત ઢાળના આ સંવેદના માટે જવાબદાર હોવાનું જણાય છે કારણ કે તેઓ મૂળ આવરણના કોષ પટલમાં યોગ્ય સ્થાન ધરાવે છે તેમજ તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ અને પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેન ઇન્ટ્રિન્સિક પ્રોટીન (પી. આઈ. પી.) તરીકે ઓળખાતી એક્વાપોરિન વોટર ચેનલના પ્રકાર પર અસર કરે છે. પી. આઈ. પી. કોષ પટલમાં પણ જોવા મળે છે અને મૂળની હાઇડ્રોલિક વાહકતામાં સામેલ હોવાનું જણાય છે. ડીટ્રીચ ધારણા કરે છે કે પાણીની ઓછી ક્ષમતાનો સંકેત સંભવતઃ પી. આઈ. પી. અને આર. એલ. કે. વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને અસર કરે છે, જેના પરિણામે એબ્સિસિક એસિડ (એ. બી. એ.) અને તેના નીચેના માર્ગોમાં ફ્લક્સને કારણે વિભેદક કોષ વિસ્તરણ અને વૃદ્ધિ થાય છે. એબીએ એ એક જૈવસંશ્લેષિત ફાયટોહોર્મોન છે જે ઘણા શારીરિક વનસ્પતિ કોષ વિકાસ માર્ગોમાં સક્રિય હોવાનું જાણીતું છે. હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે એ. બી. એ. માર્ગો માટે ટેકો અરેબિડોપ્સિસ થાલિયાનાના મ્યુટન્ટ સ્ટ્રેઇન્સમાંથી આવે છે જે એ. બી. એ. નું જૈવસંશ્લેષણ/ઉત્પાદન કરી શકતા નથી. મ્યુટન્ટ્સમાં હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ઘટાડો જોવા મળ્યો હતો જેમ કે ઉચ્ચ જળ ક્ષમતા તરફ તેમની મૂળ વૃદ્ધિ નોંધપાત્ર ન હતી. જો કે, એ. બી. એ. નો ઉપયોગ કર્યા પછી, પાણીની ઊંચી ક્ષમતા તરફ મૂળની વૃદ્ધિની તીવ્ર પ્રતિક્રિયાઓ જોવા મળી હતી. વધુમાં, આપણે એકત્રિત કર્યું છે કે સાયટોકીનિન પણ નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. અરેબિડોપ્સિસના મૂળમાં સાયટોકીનિનના અસમપ્રમાણ વિતરણને કારણે કોષનું ઉત્પાદન વધ્યું છે અને આમ પાણીની ઓછી ક્ષમતાના પ્રતિભાવમાં મૂળની વૃદ્ધિમાં વધારો થયો છે. આ રસપ્રદ છે કારણ કે સાયટોકીનિન ઓક્સિન સાથે વિરોધી રીતે કામ કરે છે, જે ગ્રેવિટ્રોપિક પ્રતિક્રિયા માર્ગનો નોંધપાત્ર ભાગ છે. સાયટોકીનિન્સ પિન 1 પ્રોટીનનું પરિવહન કરતા ઓક્સિનના અધઃપતનનું કારણ બને છે, જે ઓક્સિનને ગ્રેવિટ્રોપિક બેન્ડિંગ માટે ઇચ્છિત વિસ્તારોમાં એકઠા થતા અટકાવે છે. આ આપણને એવું માનવા તરફ દોરી જાય છે કે હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રતિક્રિયા પૃથ્વીના કેન્દ્ર તરફ આગળ વધવાની ગુરુત્વાકર્ષણની ઇચ્છાનો પ્રતિકાર કરી શકે છે અને મૂળ પ્રણાલીઓને ઉચ્ચ જળ ક્ષમતા તરફ ફેલાવાની મંજૂરી આપે છે. આ પદ્ધતિને અરેબિડોપ્સિસ એબ્સિસિક એસિડ મ્યુટન્ટ્સ (એ. બી. એ. 1-1 અને એ. બી. આઈ. 2-1) અને કોઈ હાઇડ્રોટ્રોપિક રિસ્પોન્સ મ્યુટન્ટ્સ (એન. એચ. આર. 1) ની વૃદ્ધિની પેટર્નના નિરીક્ષણ દ્વારા મજબૂત રીતે ટેકો આપવામાં આવે છે. એબ્સિસિક એસિડ મ્યુટન્ટ્સ એબ્સિસિક એસિડ ઉત્પન્ન કરવામાં અસમર્થ હતા, અને અવ્યવસ્થિત રીતે પાણીના દબાણના ઢાળ માટે કોઈ નોંધપાત્ર પ્રતિસાદ દર્શાવવામાં અસમર્થ હતા. જ્યાં સુધી એ. બી. એ. ને કૃત્રિમ રીતે મ્યુટન્ટમાં ઉમેરવામાં ન આવ્યું ત્યાં સુધી તે કોઈ પણ હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રતિસાદ પ્રદર્શિત કરવામાં સક્ષમ ન હતું. એ જ રીતે રસપ્રદ બાબત એ છે કે, એન. એચ. આર. 1 મ્યુટન્ટ ગુરુત્વાકર્ષણના પ્રતિભાવમાં મૂળના વૃદ્ધિ દરમાં વધારો દર્શાવે છે, અને હાઇડ્રોટ્રોપિક સંકેતોને કોઈ પ્રતિસાદ આપતો નથી. આનું કારણ એ હોઈ શકે કે મૂળ પ્રણાલી પ્રતિકૂળ હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રતિક્રિયા વિના, ગુરુત્વાકર્ષણને મુક્તપણે પ્રતિસાદ આપવા માટે સક્ષમ છે. એન. એચ. આર. 1 છોડ માત્ર કાઇનેટિનની હાજરીમાં જ હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રતિસાદ બતાવવાનું શરૂ કરશે, જે સાયટોકીનિનનો એક પ્રકાર છે. આ સ્પષ્ટપણે એ વિચારને સમર્થન આપે છે કે સાયટોકીનિન હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રતિભાવમાં મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. આ મ્યુટન્ટ પૂરો પાડે છે તે મહાન ટેકો હોવા છતાં, આ મ્યુટન્ટ્સ માટે જવાબદાર જનીનો અજ્ઞાત છે. હાઇડ્રોટ્રોપિઝમની પદ્ધતિને છોડના 'શ્રવણ' દ્વારા પણ સમજાવી શકાય છે. એક પ્રાયોગિક અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે છોડના મૂળ પાણીની હિલચાલ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા સ્પંદનોને સમજીને પાણીનું સ્થાન શોધી કાઢે છે. પરિણામી માહિતી સમર્થન આપે છે કે છોડ આ પાણી-ઉત્પાદિત સ્પંદનો તરફ વધશે. જો કે, એવું પણ જોવા મળે છે કે જ્યાં ખરેખર પાણી હાજર ન હોય તેવા કિસ્સાઓમાં છોડ અવાજના અન્ય સ્રોતો તરફ વધે છે. આ તારણોએ એ પ્રશ્ન પણ ઉઠાવ્યો કે છોડ જંતુઓ અથવા પવન જેવા અન્ય પર્યાવરણીય પરિબળોની તુલનામાં પાણી દ્વારા ઉત્પન્ન થતા સ્પંદનોને કેવી રીતે અલગ પાડે છે. જ્યારે વિવિધ અવાજોના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર પરિણામો જોવા મળે છે જે પાણીની નકલ કરતા પાણી અથવા અવાજો પ્રત્યે આકર્ષક પ્રતિસાદ (મૂળ તરફ વધે છે) અને પરિહાર પ્રતિસાદ (મૂળ સ્રોતથી દૂર વધે છે) (પી-વેલ્યુ <0.002) દર્શાવે છે. સારાંશમાં, આ સંશોધન દર્શાવે છે કે વટાણાના છોડ, હકીકતમાં, ધ્વનિ આવર્તનને પ્રતિસાદ આપે છે. મૂળની વૃદ્ધિ માટેનો સંકેત, આ કિસ્સામાં, છોડની જમીનના વાતાવરણમાં પાણીની વિવિધ ક્ષમતા છે; પ્રતિક્રિયા એ છે કે પાણીની ઊંચી ક્ષમતા તરફ વિભેદક વૃદ્ધિ. છોડ તેમના મૂળમાં પાણીના સંભવિત ઢાળને અનુભવે છે અને મૂળના મધ્યભાગમાં તે સંકેત તરફ વળે છે. આ રીતે, છોડ પાણી મેળવવા માટે ક્યાં જવું તે ઓળખી શકે છે. ગુરુત્વાકર્ષણ, દબાણ અને કંપન જેવી અન્ય ઉત્તેજનાઓ પણ ચયાપચયમાં ઉપયોગ માટે છોડના માટીના વાતાવરણમાં પાણીની વિવિધ માત્રાને અનુરૂપ થવા માટે પાણી સંપાદન તરફ મૂળની વૃદ્ધિને કોરિયોગ્રાફ કરવામાં મદદ કરે છે. આ કારણોસર, એજોટ્રોપમ મ્યુટન્ટ જેવા એગ્રેવિટ્રોપિક મ્યુટન્ટ છોડ પર ભવિષ્યના સંશોધન હાથ ધરવા માટે તે ફાયદાકારક રહેશે. આમ, અત્યાર સુધી, સંકેતો વચ્ચેની આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનો ખૂબ ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી, જે ભવિષ્યના સંશોધન માટે સંભવિતતા છોડી દે છે. તાજેતરના સંશોધનમાં હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રક્રિયાઓમાં ઓક્સિન, સાયટોકીનિન, એબીએ અને એમઆઇઝેડ1ની નોંધપાત્ર સંડોવણી જોવા મળી છે. એબીએ સારવાર, વાદળી પ્રકાશના કિરણોત્સર્ગ અને તણાવપૂર્ણ વાતાવરણની સ્થિતિ ઉપરાંત, છોડમાં એમઆઇઝેડ1 અભિવ્યક્તિમાં વધારો કરે છે. અરેબિડોપ્સિસ છોડ પાણીના ઢોળાવની પ્રતિક્રિયામાં હાઇડ્રોટ્રોપિક વર્તણૂક પ્રદર્શિત કરવા માટે MZ1 પર નિર્ભર છે. છોડનું મૂળ વાતાવરણ હાઇડ્રોટ્રોપિક વર્તણૂકની માત્રાને નિર્ધારિત કરે છે જે તેઓ પ્રદર્શિત કરે છે; શુષ્ક પ્રદેશોમાં છોડ વધુ હાઇડ્રોટ્રોપિક પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે, અને ભીના પ્રદેશોમાં તેઓ ઓછી પ્રદર્શિત કરે છે. વટાણાના છોડના હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ અને ગ્રેવિટ્રોપિઝમ માટે ઓક્સિન પરિવહનનું મહત્વ પ્રયોગોમાં સાબિત થયું હતું જેમાં ઘણા બધા ઓક્સિન અવરોધકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. એવી ધારણા કરવામાં આવી છે કે હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ દ્વારા મોડ્યુલેટ થયેલ એબીએ ઓક્સિન પર અસર કરે છે. એબીએ એ નક્કી કરવામાં મદદ કરે છે કે મૂળની કઈ બાજુ ઝડપી દરે વધે છે, અને આમ મૂળ કઈ દિશામાં વધશે. ગુરુત્વાકર્ષણમાં, સાયટોસોલિક અને એપોપ્લાસ્ટિક કેલ્શિયમના સ્તરો વચ્ચેનો ઢાળ અન્ય ઉષ્ણકટિબંધમાં શારીરિક પ્રતિભાવ શરૂ કરવામાં મોટી ભૂમિકા ભજવે છે, અને એવી ધારણા કરવામાં આવે છે કે હાઇડ્રોટ્રોપિઝમમાં સમાન પ્રક્રિયા થાય છે. કેલ્શિયમ, ઓક્સિન અને એબીએ એ બધા હાઇડ્રોટ્રોપિક મૂળ વૃદ્ધિ વર્તનની શરૂઆત માટે સૂચિત સંકેતો છે. ખોટી ધારણાઓ સૂકી માટીના વિસ્તારો કરતાં ભેજવાળી જમીનના વિસ્તારોમાં મૂળની વધુ વૃદ્ધિ સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોટ્રોપિઝમનું પરિણામ નથી. હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ માટે સુકાંથી ભીની માટીના વિસ્તારમાં વાળવા માટે મૂળની જરૂર પડે છે. મૂળને વધવા માટે પાણીની જરૂર પડે છે જેથી ભેજવાળી જમીનમાં રહેલા મૂળ સૂકી જમીનની સરખામણીમાં વધુ વધશે અને શાખાઓ પાડશે. જળઉષ્ફિતિ દ્વારા મૂળ અખંડ નળીઓની અંદરના પાણીને સમજી શકતા નથી અને પાણી મેળવવા માટે નળીને તોડી શકતા નથી. મૂળ હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ દ્વારા કેટલાક ફૂટ દૂર પાણીને સમજી શકતા નથી અને તેની તરફ વધી શકતા નથી. શ્રેષ્ઠ રીતે હાઇડ્રોટ્રોપિઝમ કદાચ બે મિલીમીટરના અંતર પર કામ કરે છે "" સંદર્ભો વધુ વાંચન ટ્રોપિઝમ ઓક્સિન ક્રિયા