Inducible plant defenses against herbivory
پودے اور جڑی بوٹیاں 350 ملین سالوں سے ایک ساتھ تیار ہوئے ہیں۔ پودوں نے کیڑوں کی جڑی بوٹیوں کے خلاف بہت سے دفاعی طریقہ کار تیار کیے ہیں۔ اس طرح کے دفاع کو وسیع پیمانے پر دو زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: (1) مستقل، آئینی دفاع، اور (2) عارضی، قابل قبول دفاع۔ دونوں اقسام ایک جیسے ذرائع سے حاصل کی جاتی ہیں لیکن اس میں فرق ہے کہ جڑی بوٹیوں کے حملوں سے پہلے آئینی دفاع موجود ہوتے ہیں، جبکہ محرک دفاع صرف اس وقت فعال ہوتے ہیں جب حملے ہوتے ہیں۔ آئینی دفاع کے علاوہ، جڑی بوٹیوں کے لیے مخصوص دفاعی ردعمل کا آغاز پودوں کی استقامت اور بقا کے لیے ایک اہم حکمت عملی ہے۔ محرک دفاع کے فوائد ناقابل تسخیر دفاع پودوں کو فینوٹائپک طور پر پلاسٹک ہونے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ متعدد وجوہات کی بناء پر آئینی دفاع پر فائدہ دے سکتا ہے۔ سب سے پہلے، یہ اس امکان کو کم کر سکتا ہے کہ حملہ آور کیڑے پودوں کے دفاع کے مطابق ڈھل جائیں۔ بس، قابل عمل دفاع پودے کے دفاعی اجزاء میں تغیرات کا سبب بنتے ہیں، اس طرح پودے کو کیڑوں کے سبزی خوروں کے لیے زیادہ غیر متوقع ماحول بناتا ہے۔ اس تغیر کا سبزی خور جانوروں کی تندرستی اور طرز عمل پر اہم اثر پڑتا ہے۔ مثال کے طور پر، گوبھی کے لوپر کیٹرپلر (ٹرائکوپلسیا نی) کے ذریعہ مولی (رافینس سٹیوس) پر جڑی بوٹیوں کے مطالعے سے یہ ظاہر ہوا کہ آر سٹیوس میں دفاعی کیمیکلز (گلوکوسینولیٹس) کی تغیر، انڈکشن کی وجہ سے، ٹی نی کے پپیشن کی شرح میں نمایاں کمی واقع ہوئی۔ جوہر میں، دفاعی کیمیکلز کو سبزی خوروں پر ایک خاص خوراک پر منحصر اثر کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے: کم یا اعتدال پسند خوراک پر موجود ہونے پر یہ سبزی خوروں پر بہت کم نقصان دہ اثر ڈالتا ہے، لیکن زیادہ تعداد میں ڈرامائی اثرات مرتب کرتا ہے۔ لہذا، ایک پودا جو دفاعی کیمیکلز کی متغیر سطح پیدا کرتا ہے اس سے بہتر دفاع ہوتا ہے جو ہمیشہ زہریلے مادے کی اوسط سطح پیدا کرتا ہے۔ دوسرا، دفاعی کیمیکلز کی مسلسل اعلی سطح کی ترکیب پلانٹ کو لاگت پہنچاتی ہے۔ یہ خاص طور پر ایسا معاملہ ہے جہاں جڑی بوٹیوں والے کیڑوں کی موجودگی کا ہمیشہ اندازہ نہیں لگایا جا سکتا۔ مثال کے طور پر، کاشت شدہ تمباکو (نیکوٹیانا ٹیباکم) میں نیکوٹین کی پیداوار پودوں کے دفاع میں ایک کام کرتی ہے۔ نیکوٹین کی اعلی ساختیاتی سطح والے ٹیباکم پودے کیڑوں کی جڑی بوٹیوں کے لیے کم حساس ہوتے ہیں۔ تاہم، این۔ ٹیباکم پودے جو نیکوٹین کی کم سطح والے پودوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر بعد میں مسلسل اعلی سطح کے نیکوٹین پھول پیدا کرتے ہیں۔ ان نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مسلسل اعلی سطح کے دفاعی کیمیکل تیار کرنے کے لیے بائیو سنتھیٹک لاگت آتی ہے۔ ناقابل تسخیر دفاع فائدہ مند ہوتے ہیں کیونکہ وہ ایسے حالات میں پودے پر میٹابولک بوجھ کو کم کرتے ہیں جہاں اس طرح کے حیاتیاتی کیمیکل ابھی تک ضروری نہیں ہیں۔ یہ خاص طور پر نائٹروجن پر مشتمل دفاعی کیمیکلز کا معاملہ ہے (مثال کے طور پر۔ الکلائڈز) جیسے کہ پودے پر حملہ نہیں کیا جا رہا ہے یہ زیادہ نائٹروجن کو روبسکو پیدا کرنے کی طرف موڑنے کے قابل ہے اور اس وجہ سے تیزی سے بڑھنے اور زیادہ بیج پیدا کرنے کے قابل ہو جائے گا۔ کیمیائی دفاع کے علاوہ، جڑی بوٹیاں جسمانی دفاع کو فروغ دے سکتی ہیں، جیسے کہ لمبے کانٹے، یا بالواسطہ دفاع، جیسے کہ سمبائیوٹک چیونٹیوں کے انعامات۔ انڈیوسڈ ڈیفنس کی لاگت انڈیوسڈ ڈیفنس کے تصور کے لیے مرکزی وہ لاگت ہے جو کیڑوں کے سبزی خوروں کی عدم موجودگی میں اس طرح کے دفاع کو متحرک کرتے وقت شامل ہوتی ہے۔ آخر کار، لاگت کی عدم موجودگی میں، انتخاب سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ سب سے زیادہ دفاعی جینوٹائپ کے حق میں ہو۔ اس کے مطابق، انفرادی پودے صرف اس وقت ایسا کریں گے جب ضرورت ہو۔ کسی پودے کے لیے محرک دفاع کی لاگت کو مزاحمت اور فٹنس (مختص لاگت) کے درمیان وسائل پر مبنی تجارت کے طور پر یا دیگر انواع یا ماحول (ماحولیاتی لاگت) کے ساتھ تعاملات کے نتیجے میں کم فٹنس کے طور پر شمار کیا جا سکتا ہے۔ مختص کرنے کی لاگت کا تعلق پودوں میں مزاحمتی خصلتوں کو تشکیل دینے کے لیے بڑی مقدار میں فٹنس محدود وسائل کی ترسیل سے ہے۔ اس طرح کے وسائل کو تیزی سے ری سائیکل نہیں کیا جا سکتا ہے اور اس طرح، نشوونما اور تولیدی عمل جیسے فٹنس سے متعلق عمل کے لیے دستیاب نہیں ہیں۔ مثال کے طور پر، گرین ڈاک بیٹل (گیسٹروفائسا وائریڈولا) کے ذریعہ براڈلیف ڈاک (رومیکس اوبٹوسیفولیوس) پر جڑی بوٹیوں کی خوراک سیل وال باؤنڈ پیرو آکسائیڈیز میں بڑھتی ہوئی سرگرمی کو جنم دیتی ہے۔ اس بڑھتی ہوئی سرگرمی کے لیے وسائل کی تقسیم کے نتیجے میں آر۔ اوبٹوسیفولیوس میں پتوں کی نشوونما اور توسیع میں کمی واقع ہوتی ہے۔ جڑی بوٹیوں کی عدم موجودگی میں، اس طرح کے دفاع کو فروغ دینا بالآخر پودے کے لیے ترقی کے لحاظ سے مہنگا ہوگا۔ ماحولیاتی لاگت ماحول کے ساتھ پودے کے بہت سے سمبائیوٹک تعلقات میں خلل ڈالنے کا نتیجہ ہے۔ مثال کے طور پر، جیسمونک ایسڈ کو پودوں پر جڑی بوٹیوں کے حملے کی تقلید کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے اور اس طرح پودوں کے دفاع کو فروغ دیا جا سکتا ہے۔ ٹماٹر (لائکوپرسیکن ایسکلینٹم) پر جیسمونک ایسڈ کے استعمال کے نتیجے میں کم لیکن بڑے پھل والے پودے، پکنے میں طویل وقت، پھلوں کے سیٹ میں تاخیر، فی پودے کم بیج اور فی یونٹ پھل کے وزن میں کم بیج ہوتے ہیں۔ یہ تمام خصوصیات بیج پھیلانے والوں کو راغب کرنے میں اہم کردار ادا کرتی ہیں۔ پھلوں کی خصوصیات پر محرک دفاع کے نتائج کی وجہ سے، ایل ایسکولینٹم بیج پھیلانے والوں کو راغب کرنے کے قابل نہیں ہے اور اس کے نتیجے میں بالآخر فٹنس میں کمی واقع ہوتی ہے۔ جڑی بوٹیوں کے حملے کو محسوس کرنا محرک دفاع کے لیے پودوں کو چوٹ کی نوعیت کو محسوس کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ مکینیکل نقصان سے زخمی ہونے کے بجائے جڑی بوٹیوں کے حملے سے زخمی ہونا۔ اس لیے پودے مختلف قسم کے اشارے استعمال کرتے ہیں، جن میں چھونے کا احساس، اور حملہ آور جڑی بوٹیوں کے تھوک والے انزائم شامل ہیں۔ مثال کے طور پر، یہ جانچنے کے لیے ایک مطالعہ میں کہ آیا پودے کیڑوں کے جڑی بوٹیوں کے حملے سے مکینیکل نقصان میں فرق کر سکتے ہیں، کورتھ اور ڈکسن (1997) نے دریافت کیا کہ آلو (سولانم ٹیوبروسم ایل) کے چبانے والے پتوں میں انڈیوس ڈیفنس ٹرانسکرپشن مصنوعات کا جمع ہونا میکانی طور پر خراب ہونے والے پتوں کے مقابلے کیٹرپلرز کے ذریعے چبانے والے پتوں میں زیادہ تیزی سے ہوا۔ پودوں میں کیڑوں کے نقصان یا مکینیکل نقصان کے جواب میں مخصوص سگنل ٹرانسڈکشن کا راستہ چالو کیا جاتا ہے۔ اگرچہ زخم کے ردعمل میں خارج ہونے والے کیمیکل دونوں صورتوں میں ایک جیسے ہوتے ہیں، لیکن جس راستے میں وہ جمع ہوتے ہیں وہ الگ ہوتے ہیں۔ ہربیوور کا حملہ کھانا کھلانے سے شروع نہیں ہوتا، بلکہ کیڑوں کے پودے پر انڈے دینے سے ہوتا ہے۔ تتلیوں اور کیڑوں کے بالغ (آرڈر لیپیڈوپٹیرا)، مثال کے طور پر، براہ راست پودوں کو نہیں کھاتے، بلکہ ان پودوں پر انڈے دیتے ہیں جو ان کے لاروا کے لیے موزوں خوراک ہیں۔ ایسے معاملات میں، پودوں کو کیڑوں کے اوویپوزائٹنگ سے رابطے پر دفاع پیدا کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے۔ دفاعی انضمام کا ایک طریقہ کار: جین ٹرانسکرپشن کی شرحوں میں تبدیلیاں نظاماتی طور پر حوصلہ افزائی شدہ دفاع کم از کم کچھ معاملات میں پودے میں جین کی ٹرانسکرپشن کی شرحوں میں تبدیلیوں کا نتیجہ ہوتے ہیں۔ اس عمل میں شامل جین انواع کے درمیان مختلف ہو سکتے ہیں، لیکن تمام پودوں میں عام بات یہ ہے کہ جین کے اظہار میں تبدیلیوں کے نتیجے میں منظم طریقے سے پیدا ہونے والے دفاع ہوتے ہیں۔ نقل میں ہونے والی تبدیلیوں میں ایسے جین شامل ہو سکتے ہیں جو یا تو کیڑوں کے خلاف مزاحمت میں شامل مصنوعات کو انکوڈ نہیں کرتے ہیں، یا تناؤ کے عمومی ردعمل میں شامل ہوتے ہیں۔ کاشت شدہ تمباکو میں (نیکوٹیانا ٹوبیکم) فوٹو سنتھیٹک جینز کو کم ریگولیٹ کیا جاتا ہے، جبکہ دفاع میں براہ راست شامل جینز کو کیڑوں کے حملے کے جواب میں ریگولیٹ کیا جاتا ہے۔ یہ مزاحمت کے ردعمل میں براہ راست شامل پروٹین تیار کرنے کے لیے مزید وسائل مختص کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اسی طرح کا ردعمل عربی ڈوپسس کے پودوں میں بھی رپورٹ کیا گیا جہاں دفاع میں شامل تمام جینوں کا اپ ریگولیشن ہوتا ہے۔ نقل کی شرحوں میں اس طرح کی تبدیلیاں جڑی بوٹیوں کے حملے پر دفاع کی سطح میں تبدیلی لانے کے لیے ضروری ہیں۔ انڈیوسڈ جینز کی درجہ بندی انڈیوسڈ دفاع میں تمام اپ ریگولیٹڈ جینز براہ راست زہریلے مادوں کی پیداوار میں شامل نہیں ہوتے۔ جڑی بوٹیوں کے حملے کے بعد نئے ترکیب شدہ پروٹین کو انکوڈنگ کرنے والے جینوں کو ان کی نقل شدہ مصنوعات کے کام کی بنیاد پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ درجہ بندی کے تین وسیع زمرے ہیں: دفاعی جین، سگنلنگ پاتھ وے جین اور ریروٹنگ جین۔ دفاعی جین کی نقل یا تو ایسے پروٹین تیار کرتی ہے جو پودوں کے دفاع میں براہ راست شامل ہوتے ہیں جیسے کہ پروٹینز انفیکٹر یا ایسے انزائم جو اس طرح کے پروٹین کی پیداوار کے لیے ضروری ہیں۔ سگنلنگ پاتھ وے جین زخمی علاقوں سے محرک کو ان اعضاء میں منتقل کرنے میں شامل ہوتے ہیں جہاں دفاعی جین نقل کیے جاتے ہیں۔ یہ جین پودوں کے شریانوں کے نظام میں رکاوٹوں کی وجہ سے پودوں میں ضروری ہیں۔ آخر میں، ری روٹنگ جین فوٹو سنتھیسز میں شامل پرائمری میٹابولائٹس سے میٹابولزم کے لیے وسائل مختص کرنے اور دفاعی جینوں کی بقا کے لیے ذمہ دار ہیں۔ یہ بھی دیکھیں جڑی بوٹیوں کے خلاف پودوں کا دفاع جڑی بوٹیوں کے خلاف پودوں کی رواداری پودوں کا دفاع حوالہ جات جڑی بوٹیوں کا اینٹی پریڈیٹر موافقت پودوں کا ادراک