ترفندهای رایانه

مرجع محتوای کاربردی پارسی

نحوه به وجود آمدن گل هایی که می شناسیم!!!

چارلز داروین در طول زندگی اش اطرافش را با گل ها پر کرده بود. او هر دفعه شکوفه دادن گل های صد تومانی (Paeonia wittmanniana) در باغ پدرش را، یادداشت می کرد. وقتی او بزرگ شد و تشکیل خانواده داد، زمین آنجا را تبدیل به یک مرکز گیاه شناسی کرد و تا آخر عمرش بر روی گل ها آزمایش انجام می داد. علی رغم آشنایی نزدیک او با گل ها، داروین فرگشت یا تکامل آنها را “یک راز ناپسند” دانست.

 

روش به وجود آمدن گل ها,مرکز گیاه شناسی

تصویری از گل صد تومانی (Paeonia wittmanniana)

داروین شخصا بر رشد و به کمال رسیدن گیاهانش نظارت داشت. آنها اکثر گونه های گیاهان را پرورش می دادند و تبحر خاصی در پرورش گیاهان در انواع اکوسیستم ها از قبیل جنگل های بارانی تا چمنزار داشتند. آنها همچنین مزرعه را نیز به گلزار تبدیل کرده بودند. بیشتر کالری مورد استفاده انسانی از گل ها بدست می آید که برای مصرف به صورت ذرت، برنج و گندم در می آیند. گل ها همچنین در مدل ها و رنگ های بسیار شگفت انگیزی از رزهای تنومند و باشکوه تا ارکیده های شبیه به عنکبوت و نیلوفرهای کالا شبیه به گلدون وجود دارند.

بر اساس فسیل های باقی مانده، داروین درباره ی فرگشت گل ها نظریه ای داشت. در آن زمان قدیمی ترین فسیل گل های یافت شده مربوط به سنگ هایی بود که از ۱۰۰ میلیون تا ۶۶ میلیون سال پیش در دوره کرتاسه تشکیل شده بودند. باستان شناسان انواع مختلفی از گونه ها از جمله تعداد معدودی از موجودات آغازین را پیدا کرده بودند. بعد از درگذشت داروین در سال ۱۸۸۲ تاریخچه گل ها همچنان دانشمندان را درگیر کرد. با توجه به گفته های کارشناسان امروزی، جمله ای خوش بینانه وجود دارد. ویلیام فرایدمن، زیست شناس فرگشتی از دانشگاه کولورادو در بولدر معتقد است: « انرژی وجود دارد که من تا به حال در زندگی ام ندیده ام.»

 

نحوه به وجود آمدن گل ها,به وجود آمدن گل ها

تعدادی از فسیل های گلهای کهن

 

کشف این فسیل های جدید یکی دیگر از این شگفتی ها است. ولی دانشمندان مدارک زیادی از گل ها و ژن هایشان پیدا کردند. آنها ساختار کدگذاری شده در DNA ها را برای ساختن گل های جدید دستکاری کردند. تحقیقات دانشمندان نشان می دهد که گونه های جدیدی از گل های اعجاب انگیز از بازسازی ژن های قدیمی به وجود آمدند؛ همانند چشم ها و دیگر اعضای بدن که انواع گوناگونی دارند. اخیرا موضوع مورد بحث محققان بر سر تقسیم بندی اینکه گل ها چگونه به یکدیگر مربوط می شوند، بود. خوشبختانه مطالعات انجام شده بر روی دستکاری DNA، ارتباط گل ها را به یکدیگر بهتر نشان می دهد. جیمز دویل باستان شناس در حوزه گیاه شناسی از دانشگاه کالیفرنیا گفت:« ایده های زیادی مطرح شده، ولی بسیاری از آنها رد شده است.»

امروزه برای مثال نزدیک ترین گیاه به گل ها، گونه های بی گلی هستند که دانه تولید می کنند مانند: درختان کاج و کهن‌دارها(gingko). متاسفانه همه گیاهان به هم مرتبط هستند و همه ی آنها به گونه ای با گلها شباهت هایی دارند. گیاهانی که در ابتدا به شکل گل وجود داشتند، ظاهرا میلیون ها سال پیش منقرض شده اند، دکتر دویل معتقد است: تنها راه پیدا کردن آن ها، فسیل آنهاست. در سال های اخیر، دانشمندان نشانه هایی از فسیل گل های ۱۳۶ میلیون سال پیش را پیدا کرده اند. همچنین محققان تعدادی فسیل عجیب از بذر گیاهان منقرض شده پیدا کردند، بعضی از آنها دانه هایی تولید می کنند که ساختارشان شبیه گل هاست. اما جذاب ترین فسیل ها ناقص ترین فسیل ها نیز هستند و باستان شناسان حوزه گیاه شناسی بر سر تقسیم بندی آن ها در زمره ی گیاهان مانده اند.

دکتر دویل نیز می گوید: « در این باره اتفاق نظر وجود ندارد.» ولی بر سر فرگشت اخیر گل ها اتفاق نظر وجود دارد. با مطالعۀ DNA بسیاری از گیاهان گلدار، دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که گونه های امروزی نشان دهنده اجداد گذشته ی خود هستند. قدیمی ترین گونه مربوط به درختچه ای به نام آمبورلا است که در جزیره ی نیو کالدونیای در اقیانوس آرام جنوبی پیدا شده است. بعد از این، نیلوفرهای آبی و انیسون ستاره‌ای دومین و سومین گونه ی قدیمی تر موجود هستند. اگر شما می توانستید به ۱۳۰ میلیون سال پیش سفر کنید، احتمالا تحت تاثیر گل های مربوط به آن زمان قرار نمی گرفتید. دکتر دویل می گوید: «آنها شبیه هیچ کدام از گل های امروزی نبودند.» آن گل ها کوچک و نادر بودند و در سایه گیاهان بلند قامت بی گل زندگی می کردند. سال های زیادی طول می کشد تا گل ها بزرگ شوند.

 

بررسی DNA گل ها, کشف فسیل های جدید

تصویری از گل انیسون ستاره‌ای

در حدود ۱۲۰ میلیون سال پیش، یک گونه جدید از گل ها به وجود آمده اند و در بسیاری از جنگل ها رویش کردند و گونه های دیگری را به وجود آوردند. آن گونه ها مانند مانگولیاها، قاصدک ها و کدوتنبل ها، شامل ۹۹% همه گونه های گیاهان گلدار امروزه زمین است. این همه تنوع باعث به وجود آمدن فسیل های گوناگونی از گل ها شد که داروین را گیج و مبهوت کرده بود. همه گل ها از جمله آمبورلا، آناتومی پایه ای دارند. همه آنها گلبرگ یا ساختارهای گلبرگ مانند دارند که اندام های نر و ماده را احاطه کرده است. اولین گل ها احتمالا کوچک و ساده بودند؛ مانند گل های آمبورلا امروزی.

بعدا، گل ها در ۶ دسته پیچیده تر تقسیم شدند. حلقه داخلی گلبرگ های آنها بزرگ و براق و حلقه خارجی معمولا سبز است، برگ هایش کاسپر نام دارند و وقتی بزرگ شوند از گل های جوان محافظت می کنند. براساس تحقیقات اخیر، به نظر می رسد که یک گلبرگ با گلبرگ های دیگر متفاوت است. درخت پاپا گلبرگ هایی دارد که رشد آنها مستقل از رشد گلبرگ های گل رز است. ولی ژن های سازنده گل ها چیزهای زیادی برای گفتن دارند.

 

گل نیلوفر آبی,گل آرابیدوپسیس

تصویری از گل نایاب آمبورلا

در اواخر سال ۱۹۸۰، دانشمندان اولین ژن های به وجود آورنده ی گل ها را یافتند. آنها یک گیاه کوچک به نام آرابیدوپسیس در آزمایشگاه گیاه شناسی مورد مطالعه قرار دادند، آنها مشاهده کردند جهش می تواند باعث تغییرات عجیبی در گل ها شود. بعضی جهش ها باعث می شود تا گلبرگ ها در جای پرچم ها یا همان اندام نر گل ها رشد پیدا کنند. جهش های دیگر حلقه درونی گلبرگ را به کاسبرگ تبدیل می کند. و همچنین جهش های دیگر کاسبرگ را به برگ تبدیل می کند. این کشف انعکاسی قابل توجه از ایده ی گوته شاعر آلمانی بود که برای اولین این موضوع را مطرح کرد و نه تنها درباره “فواست” نوشته بود بلکه گیاهان را با دقت مشاهده می کرد.

در سال ۱۷۹۰ گوته یک مقاله خیالی به نام “ساختارشناسی گیاهان” نوشت که درباره انواع گیاهان از جمله گل ها که در ابتدا فقط برگ بودند، بحث کرده بود و همچنین در آن گفته است: از ابتدا تا انتها گیاهان چیزی جز برگ نبوده اند. دو قرن بعد، دانشمندان کشف کردند که جهش های ژنتیکی می تواند باعث تغییرات بنیادی شود همان طور که گوته خیال بافی کرده بود. در دو دهه اخیر، دانشمندان کشف کردند که چگونه ژن ها در جهش های گل های معمولی پدیدار می شوند. ژن ها پروتئین ها را رمزگذاری می کنند و به ژن های دیگری تبدیل می شوند که به نوبه خود می توانند یک را به وجود بیاورند و یا از بین ببرند. مجموعه ای از ژن ها می توانند رشد یک گلبرگ و یا قسمت دیگری از گل آرابیدوپسیس را مختل کنند.

 

مرکز گیاه شناسی, پرورش گونه های گیاهان

تصویری از گل آرابیدوپسیس

 

دانشمندان در حال بررسی این ژن ها هستند که چگونه گل های جدید را به وجود می آورند. محققان گونه ای از ژن ها را پیدا کردند که گونه های دیگری از گل های آرابیدوپیس مانند آمبورلا را به وجود می آورند. در بیشتر موارد، ژن ها به صورت تصادفی در گونه های مختلفی مجددا تکثیر می شوند. یافتن این ژن های مربوط به ساختار گل ها، هنوز منجر به کشف چگونگی عملکرد آنها در به وجود آوردن گل ها نشده است. بدین منظور دانشمندان باید ژن های گیاهان را دستکاری کنند، متاسفانه هیچ گیاهی به آسانی با آرابیدوپسیس قلمه زده نمی شود، پس هنوز در ابتدای کار هستیم.

ایریش زیست شناسی دانشگاه یله می باشد و حوزه مطالعات او مربوط به نظریه فرگشت می شود. او و همکارانش به دنبال تغییرات ژنتیکی در گل خشخاش می باشند، چرا که معتقدند این گل بدون دخالت عوامل محیطی و انسانی تکامل یافته است. آنها می خواهند با ایجاد تغییر در ساختار ژنتیکی این گل و حذف برخی از ژن ها به گل های بسیار بزرگی دست یابند. ژن هایی که دریافته اند با ژن های گلی به نام آرابیدوپسیس در ارتباط اند، در این گل ژنی با نام AP3 مسئول ساختار گلبرگ ها و پرچم می باشد. در گل خشخاش دو نسخه از این ژن بنام paleoAP3 وجود دارد که دکتر ایریش و همکارانش دریافته اند یکی مسئول ساختار گلبرگ ها و دیگری مسئولیت پرچم را دارد.

دکتر ایریش می گوید:« نتایج نشان می دهد در گل های نخستین ژن هایی در مناطق مختلف ساقه وجود داشته اند که پروتئین هایی را تولید می کردند و این پروتئین ها به ژن های تکامل یافته تر که ساختار جدیدی دارند تبدیل می شوند و این ژن های فرگشت یافته با بدست گرفتن کنترل قسمت های مختلف گل آن را تکامل می بخشند. بنابراین گلبرگ های گل خشخاش به طور مستقل از گلبرگ های گل آرابیدوپسییس فرگشت یافته اند اما هر دو این گل ها از ژن های یکسان برای رشد استفاده می کنند.»

حال اگر نظر دکتر ایریش صحیح باشد و آن را به آناتومی بدن انسان تعمیم دهیم به طور مثال پاهای ما و مگس به طور جداگانه فرگشت یافته اما با ژن های یکسان که این ژن ها بوده اند که تصمیم گرفته اند در بدن ما ساختار جدید و بهتری داشته باشند. دکتر ایریش اظهار می دارد:« از دید من این بسیار جالب توجه می باشد که گیاهان و حیوانات از راهبرد یکسان اما ژنهای متفاوت استفاده کنند.» او همچنین بیان می کند که در بررسی گل خشخاش در ابتدای راه می باشد و شگفتی هایی بسیار در انتظار ماست به طور مثال گیاهان در حال بدست آوردن ساختار جدیدی از اندام های جنسی می باشد چرا که در گلها اندام نر و ماده هر دو روی میله وجود دارند اما درخت کاج مخروط نر و مخروط ماده دارد. زمانی که نری و مادگی در گیاهان در یک اندام می باشد ممکن است تغییراتی در گیاهان اتفاق افتد که به وسیله چشم غیر مسلح قابل مشاهده نباشد.

 

برای مشاهده عکس در سایز بزرگ روی آن کلیک کنید.

به وجود آمدن گل ها,روش به وجود آمدن گل ها

گل نیلوفر آبی

زمانی که یک دانه گرده یک تخم را بارور می کند دو سری DNA داریم در طول مدتی که یک سری تخم را بارور می کند سری دیگر برای کیسه که تخم را احاطه کرده باقی می ماند، کیسه از آندواسپرم(پرده داخلی هاگ) پر می شود، این کیسه پر از آندواسپرم شامل مواد نشاسته ای می باشد که سوخت مورد نیاز تخم برای رسیدن به مرحله دانه می باشد(مانند نوزاد انسان که در مدتی که در رحم مادر به سر می برد از جنین تغزیه می کند) و این همان سوختی می باشد که ما زمان تغذیه از ذرت، برنج و سایر دانه ها از آن استفاده می کنیم.

در گل های اولیه آندواسپرم با یک مجموعه از ژن های جنس نر و یک مجموعه از ژن های جنس ماده تشکیل می شده است اما در نسل های بعد مانند آمبورلاها و نیلوفرهای آبی آندواسپرم با دو سری از ژن های ماده و یک سری از ژن های نر تشکیل می شود. دکتر فریدمن از دانشگاه کلرادو قاطعانه می گوید که این تغییرات در راستای فرگشت میباشند و اتفاقی نیست چرا که ژن های اضافه در آندواسپرم به مانند موتور بزرگتر هستند و آندواسپرم توسط این ژن های اضافه پروتئین بیشتری تولید می کند. دیگر متخصصان معتقدند که تغییرات بالاخره صورت می گیرد، ولی محققان مطمئن نیستند که این در واقع راز به ثمره نشستن گلها باشد. دکتر دویل در این باره گفت:«من نمیدانم چرا این موضوع موفقیت آمیز بوده است.»

 

ساختارشناسی گیاهان, بررسی DNA گل ها

گل نیلوفر آبی

همان طور که دکتر فرایدمن درباره ی چگونگی تاثیر ژن های اضافه بر رشد گلها مطالعه کرده است، او دوباره به سمت ایده ی ساده گوته کشیده شد که نتایج پیچیده ای داشت. گل هایی با یک دسته از DNAهای مونث در پرده داخلی هاگشان، مانند نیلوفرهای آبی، دارای یک هسته در انتهای کیسه تخمدان هستند. و سپس تقسیم می شوند و یک هسته به طرف وسط کیسه حرکت می کند تا تبدیل به بخشی از آندوسپرم شود.

اخیرا این تغییرات بیشتر شده است. در رز یا خشخاش، یک هسته در انتهای کیسه قرار دارد. اما وقتی هسته تقسیم می شود، یک هسته به انتهای دیگر کیسه می رود؛ دوباره این دو هسته تقسیم می شوند و از هر کدام یک هسته به طرف وسط کیسه حرکت می کند. تکثیر، یک پروسه ساده است که منجر به پیچیدگی بیشتر و تغییرات بزرگ در گلها می شود. دکتر فریدمن می گوید طبیعت جادو نمی کند بلکه با یک شیوه روشن و بدون هرگونه رمز و رازی در راستای فرگشت، چیزهای جدید به وجود می آورد.

منبع: bigbangpage.com – nytimes.com

منبع : بیتوته

مجله

برچسب ها: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,