چرخه های زمین از نور و تاریک عمیق روی میلیاردها ارگانیسم تأثیر می گذارد. مشخص شده است که رویدادهایی مانند گرفتگی خورشید منجر به تغییرات قابل توجه در حیوانات می شوند ، اما آیا آنها تأثیر یکسانی بر گیاهان دارند؟
در طی یک گرفتگی خورشیدی در یک جنگل در منطقه دولومیت ایتالیا ، دانشمندان این فرصت را به مطالعه این مسئله قانع کننده رساندند.
محققان با عبور از گرفتگی خورشیدی ، تکانه های بیوالکتریک درختان صنوبر را مشاهده می کنند. آنها سنسورهای خود را ترک کردند تا کار کنند تا واکنش درختان گرفتگی را ثبت کنند – و آنچه آنها تماشا می کردند شگفت انگیز بود.
درختان صنوبر نه تنها به گرفتگی خورشید واکنش نشان دادند – آنها با همگام سازی سیگنال های بیوالکتریک خود ساعت ها قبل از آن به طور فعال در انتظار آن بودند.
این پدیده در سراسر جنگل ، که امروزه در مجله Royal Society Open Science به تفصیل ارائه شده است ، لایه جدیدی از پیچیدگی در رفتار گیاهان را نشان می دهد. این به شواهد در حال ظهور می افزاید که گیاهان به طور فعال در اکوسیستم خود درگیر هستند.
https://www.youtube.com/watch؟v=UNVWFFRLZ5W relemefullscreen = “relemefullscreen” frameborder = “0 ″>
آیا درختان به صورت جمعی واکنش نشان می دهند؟
این مطالعه توسط پروفسور آلساندرو هییلریو از انستیتوی فناوری ایتالیا و استاد مونیکا گالیانو از دانشگاه استرالیا در صلیب جنوبی ، که نویسنده پیشرو در این مقاله است ، انجام شد. تیمی از دانشمندان بین المللی نیز در آن شرکت کردند.
گرفتگی خورشیدی هنگامی رخ می دهد که ماه بین خورشید و زمین عبور می کند ، کاملاً یا جزئی نور خورشید را مسدود می کند.
گرفتگی می تواند الهام بخش ترس و حتی انسجام اجتماعی در انسان باشد. نشان داده شده است که حیوانات دیگر در چنین رویدادی حرکات خود را جمع آوری و همگام سازی می کنند.
اما دانشمندان در مورد نحوه واکنش گیاهان به گرفتگی خورشید بسیار کمی می دانند. برخی از مطالعات نشان می دهد که انتقال سریع از تاریکی به نور در هنگام گرفتگی می تواند رفتار گیاهان را تغییر دهد. اما این مطالعه به پاسخ گیاهان فردی متمرکز است.
آخرین مطالعه با هدف این است که آیا درختان به عنوان یک تیم زنده به یک گرفتگی خورشیدی واکنش نشان می دهند.
این مطالعه شامل چه مواردی است
مولکولهای بارگذاری شده از طریق سلول های همه موجودات زنده حرکت می کنند و هنگام راه رفتن سیگنال های الکتریکی را منتقل می کنند. در مجموع ، این فعالیت الکتریکی به عنوان “برقی” بدن شناخته می شود.
فعالیت الکتریکی عمدتاً با حرکت یونها از طریق غشاهای سلولی هدایت می شود. این جریان های کوچک را ایجاد می کند که به ارگانیسم ها ، از جمله انسان ، اجازه می دهد تا بدن خود را هماهنگ کنند و ارتباط برقرار کنند.
محققان می خواستند سیگنال های الکتریکی درختان صنوبر را کشف کنند (picea abies) در طی یک گرفتگی جزئی خورشیدی در 25 اکتبر 2022 ، در جنگل کاستا باک ، در نزدیکی Panevegio در دولومیت ها ، ایتالیا برگزار شد.
دانشمندان به دنبال درک فعالیت الکتریکی درختان در طی یک ساعت گرفتگی هستند. آنها از سنسورهای سفارشی استفاده می کردند و آنها را به سه درخت متصل می کردند. دو نفر درختان سالم در حدود 70 سال قدمت داشتند ، یکی در آفتاب کامل و دیگری در سایه کامل. سوم یک درخت جامد در حدود 20 سال ، در سایه ای کامل بود.
آنها همچنین سنسورها را به پنج درخت درخت – بقایای درختان قدیمی ، که در ابتدا بخشی از یک جنگل باکره بودند ، وصل کردند ، اما چند سال قبل در اثر طوفان ویران شدند.
محققان برای هر درخت و تنگی از پنج جفت الکترودهای قرار داده شده در لایه داخلی و در لایه بیرونی درخت ، از جمله روی ریشه های باز ، شاخه ها و تنه ها استفاده کردند. الکترودها به سنسورها وصل شدند.
این تنظیمات به دانشمندان این امکان را می دهد تا فعالیت های بیوالکتریک را از چندین درخت و در چهار مکان در طول گرفتگی خورشیدی نظارت کنند. آنها هر دو پاسخ فردی درختان و سیگنال های بیوالکتریک بین درختان را بررسی کردند.
به طور خاص ، دانشمندان تغییراتی را در “پتانسیل های بیو الکتریکی درختان” اندازه گیری می کنند. این اصطلاح به تفاوت در تنش در غشاهای سلولی اشاره دارد.
آنها چه پیدا کردند؟
فعالیت الکتریکی هر سه درخت به طور قابل توجهی در اطراف گرفتگی هماهنگ تر شده است – هم قبل و هم در طول یک ساعت. این تغییرات در سطح میکروسکوپی مانند آب داخلی و مولکول های لنفاوی موجود در درخت رخ می دهد.
دو درخت مسن در این مطالعه پاسخ بسیار بیشتری نسبت به گرفتگی آینده از درخت جوان داشتند. این نشان می دهد که درختان قدیمی ممکن است مکانیسم هایی را برای پیش بینی و پاسخ به وقایع مشابه مشابه پاسخ آنها به تغییرات فصلی ایجاد کرده اند.
گرفتگی های خورشیدی به ندرت از دیدگاه انسانی به نظر می رسد ، اما چرخه هایی را دنبال می کنند که می توانند در زندگی درختان طولانی مدت اتفاق بیفتند. دانشمندان همچنین امواج بیوالکتریک را که بین درختان حرکت می کنند ، کشف کرده اند. این نشان می دهد که درختان قدیمی می توانند دانش زیست محیطی خود را به درختان جوان تر منتقل کنند.
چنین پویایی مطابق با مطالعاتی است که نشان می دهد سیگنالینگ با مقاومت طولانی بین گیاهان می تواند به آنها در هماهنگی عملکردهای مختلف فیزیولوژیکی در پاسخ به تغییرات در محیط کمک کند.
محققان همچنین تغییراتی در واکنشهای بیوالکتریک برآمدگی ها در طول گرفتگی پیدا کرده اند ، هرچند که برجسته تر از درختان ایستاده است. این نشان می دهد که دستمال ها هنوز زنده بودند.
سپس تیم تحقیق از مدل سازی رایانه و روشهای تحلیلی پیشرفته ، از جمله تئوری میدان کوانتومی برای آزمایش نتایج آزمایش فیزیکی استفاده می کند.
نتایج نتایج تجربی را تشدید کرد. یعنی نه تنها گرفتگی بر واکنشهای بیو الکتریکی درختان فردی تأثیر می گذارد ، بلکه فعالیت نیز همراه بود. این به معنای یک واکنش منسجم شبیه به یک ارگانیسم در سنگ جنگل است.
درک ارتباطات جنگل
این اکتشافات مطابق با مطالعات قبلی قبلی از دیگران است ، با تأکید بر میزان اتصال درختان در اکوسیستم های جنگلی.
این رفتارها در نهایت می تواند بر ثبات ، تنوع زیستی و عملکرد کلی اکوسیستم های جنگلی تأثیر بگذارد و به آن در مقابله با تغییرات سریع و غیرقابل پیش بینی کمک کند.
این یافته ها همچنین بر اهمیت محافظت از جنگل های قدیمی ، که به عنوان ستون مقاومت اکوسیستم – حفظ و انتقال بالقوه دانش زیست محیطی ارزشمند است ، تأکید می کند.
این مطالعه در یک مستند IL Codice del Bosco (کد جنگل) ارائه شده است که در اول ماه مه 2025 در ایتالیا به نمایش درآمد.
مونیکا گالیانو ، استادیار علوم زیست شناسی تکاملی ، دانشگاه صلیب جنوبی و پروودان گیبسون ، مدرس و محقق علوم انسانی قرمز ، UNSW سیدنی
این مقاله توسط مجوز Creative Commons دوباره منتشر شد. مقاله اصلی را بخوانید.
