ചെടികള്ക്ക് മനുഷ്യരെപ്പോലെ സംസാരിക്കാനാവുമോ? മരം കഥ പറയുന്നു എന്നൊക്കെ പഴയ ചിത്രകഥകളില് നാം വായിച്ചിട്ടുണ്ട്. പക്ഷേ, സസ്യങ്ങള് പരസ്പരം ആശയവിനിമയം നടത്താറുണ്ട് എന്നാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞര് ഇപ്പോള് കണ്ടെത്തിയിരിക്കുന്നത്. അവ ശബ്ദരൂപത്തിലല്ല എന്ന വ്യത്യാസം മാത്രമേയുള്ളൂ. അപായസൂചന നല്കുന്ന ചില സന്ദേശങ്ങളാണ് ചുറ്റുപാടുമുള്ള ചെടികള്ക്ക് അവ നല്കുന്നത്. ബാഷ്പീകരണശേഷിയുള്ള ചിലതരം രാസസംയുക്തങ്ങള് വായുവിലേക്ക് പടര്ത്തിക്കൊണ്ടാണ് ചെടികള് ഇത് ചെയ്യുന്നത്. തൊട്ടടുത്തുള്ള ചെടി ഈ രാസപദാര്ത്ഥത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം മനസിലാക്കുകയും അതിനെ പ്രതിരോധിക്കാന് കഴിയുന്ന കാര്യങ്ങള് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രതിരോധം വിജയിക്കണമെന്നില്ല. പക്ഷേ, അപായസൂചന ലഭിക്കുമ്പോള് ഒരു പ്രതികരണം ഉണ്ടാവുന്നു എന്നതാണ് പ്രധാനം. പുല്ലുവെട്ടുമ്പോള് ഒരു പ്രത്യേകതരം ഗന്ധം ചുറ്റിലും പരക്കുന്നത് ഇതിന് ഉദാഹരണമാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞര് പറയുന്നു.
ഈ രാസസന്ദേശം ലഭിക്കുമ്പോള് തൊട്ടടുത്തുള്ള ചെടിയില് ചില രാസമാറ്റങ്ങള് സംഭവിക്കുന്നു. ഇലയോ തണ്ടോ കാര്ന്നുതിന്നു നശിപ്പിക്കുന്ന ഒരു കീടമോ പുഴുവോ അടുത്തുവരുമ്പോഴും അതിന് വിധേയമാവാന് പോവുന്ന ചെടി ഇത്തരത്തില് അപായസൂചന പുറപ്പെടുവിക്കും. ഇത് തൊട്ടടുത്തുള്ള ചെടി അറിയുകയും പ്രതികരണപ്രവര്ത്തനങ്ങള് നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്നത് ഒരു പുതിയ അറിവാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞര് പറയുന്നു. സൂക്ഷ്മതലത്തിലുള്ള ഈ പ്രതികരണത്തിന്റെ വീഡിയോ കൂടി ചിത്രീകരിക്കുകയും പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്തു എന്നതാണ് പുതിയ ഗവേഷണപഠനത്തിന്റെ കൂടുതല് ശ്രദ്ധേയമാക്കുന്നത്. നേച്ചര് കമ്മ്യൂണിക്കേഷന്സ് എന്ന പ്രശസ്തമായ അന്തര്ദേശീയ ജേര്ണലിലാണ് പുതിയ പഠനം പ്രസിദ്ധീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്.
ജപ്പാനിലെ സെയ്ട്ടാമൊ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലാണ് ഇതിനടിസ്ഥാനമായ പഠനം നടന്നത്. ഇവിടെയുള്ള യൂറി അറാറ്റാമി (Yuri Aratani), ടക്കുയ യുറേമുറ (Takuya Uemura) എന്നീ ഗവേഷകരാണ് ലളിതമായ ഒരു പരീക്ഷണത്തിലൂടെ ചെടികള് തമ്മിലുള്ള ആശയവിനിമയത്തിനുള്ള തെളിവുകണ്ടെത്തിയത്. രണ്ട് സ്ഫടികക്കൂടുകളുള്ള ഒരു പരീക്ഷണസംവിധാനമാണ് ഇതിനായി ഉപയോഗിച്ചത്. ഇതില് ഒന്നാമത്തെ കൂട്ടില് തക്കാളിച്ചെടിയില് നിന്നും മുറിച്ചെടുത്ത ഉണങ്ങാത്ത ഇലകള് വെച്ചു. ഈ കൂട്ടിനുള്ളിലേക്ക് ഇല തിന്നുന്ന അനേകം പുഴുക്കളേയും ഇട്ടു. ഒന്നാമത്തെ കൂടും രണ്ടാമത്തെ കൂടും തമ്മില് വായുസമ്പര്ക്കം ഉറപ്പാക്കുന്ന ഒരു കുഴല് മാത്രമേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ. രണ്ടാമത്തെ കൂട്ടിലാവട്ടെ എന്തെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള രാസപ്രതികരണം ഉണ്ടായാല് അത് കണ്ടറിയാന് കഴിയുന്ന തരത്തില് ജനിതകവ്യതികരണം വരുത്തിയ ഒരു ചെടിയേയും വെച്ചു.
ഒന്നാമത്തെ കൂട്ടിലെ ചെടിയുടെ ഇലകള് പുഴുക്കള് തിന്നുതുടങ്ങിയപ്പോള് രണ്ടാമത്തെ കൂട്ടിലെ ചെടിയില് പൊടുന്നനെയുള്ള ചില മാറ്റങ്ങള് പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു.
അരാബിഡോപ്സിസ് താലിയാന (
Arabidopsis thaliana) എന്ന ഇനത്തില്പ്പെടുന്ന ചെടിയായിരുന്നു രണ്ടാമത്തെ കൂട്ടില് ഉണ്ടായിരുന്നത്. എന്തെങ്കിലും തരത്തിലുള്ള രാസമാറ്റങ്ങള് സംഭവിക്കുകയാണെങ്കില് തിളക്കമുള്ള പച്ചനിറത്തിലുള്ള പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന തരത്തിലായിരുന്നു ഈ ചെടിയില് ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയിരുന്നത്. ഒന്നാമത്തെ കൂട്ടിലെ പുഴുക്കള് ഇലകളെ ആക്രമിച്ചു തുടങ്ങുമ്പോള്ത്തന്നെ രണ്ടാമത്തെ കൂട്ടിലെ ചെടിയുടെ ഇലകള് പ്രകാശം പൊഴിച്ചുതുടങ്ങിയിരുന്നു. ഇലയുടെ തുമ്പില് നിന്നും മറ്റുഭാഗങ്ങളിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്ന തരത്തിലായിരുന്നു ഈ പ്രകാശിക്കല് പടര്ന്നുപോയത്.
പുഴുവിന്റെ ആക്രമണത്തിന് വിധേയമായ ഇലകള് വായുവിലൂടെ പടര്ന്നുപോവാന് കഴിയുന്ന രണ്ട് രാസപദാര്ത്ഥങ്ങള് പുറപ്പെടുവിച്ചു എന്നാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞര് കണ്ടെത്തിയത്. ബാഷ്പീകരണശേഷി യുള്ള ഈ ജൈവസംയുക്തങ്ങള്ക്ക് Z-3-HAL, E-2-HAL എന്നിങ്ങനെയാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞര് പേരുനല്കിയിരിക്കുന്നത്. ഇവ വായുവിലൂടെ പടര്ന്ന് രണ്ടാമത്തെ കൂട്ടിലെ ചെടിയുടെ അടുത്തെത്തി. ഇലകളിലെ സൂക്ഷ്മസുഷിരങ്ങളായ ആസ്യരന്ധ്രങ്ങള് (Stomata) വഴി അവ ഇലയ്ക്ക് അകത്തേക്ക് കടന്നു. ആസ്യരന്ധ്രങ്ങളുടെ തുറക്കലും അടയ്ക്കലും നിയന്ത്രിക്കുന്ന കാവല്കോശങ്ങള് (Guard Cells) വായുവിലൂടെയെത്തിയ ഈ ജൈവസംയുക്തങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം തിരിച്ചറിയുകയും ഒരു പ്രത്യേകതരത്തിലുള്ള ഉദ്ദീപനത്തിന് തുടക്കമിടുകയും ചെയ്തു.
കാല്സ്യം അയോണുകളുടെ വലിയൊരു പ്രവാഹം സ്യഷ്ടിക്കുകയായിരുന്നു അത്. ഇത് കാവല്കോശങ്ങളില് നിന്നും ഇലയുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള കോശങ്ങളിലേക്കും അതിനു താഴെയുള്ള കോശങ്ങളിലേക്കും വ്യാപിച്ചു. സാധാരണഗതിയില് കാല്സ്യം അയോണുകളുടെ ഈ പ്രവാഹവും അതിനുള്ള പ്രതികരണവും നമുക്ക് കാണാനാവില്ല. പക്ഷേ, രണ്ടാമത്തെ കൂട്ടിലെ സസ്യം ഇവ്വിധമുള്ള മാറ്റങ്ങള് സംഭവിക്കുമ്പോള് പച്ചനിറത്തിലുള്ള പ്രകാശം അഥവാ ഫ്ളൂറസെന്സ് (Fluorescence) പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന തരത്തില് ജനിതകമാറ്റം വരുത്തിയതായിരുന്നു. ഫ്ളൂറസെന്സ് നോക്കിക്കാണാന് കഴിയുന്ന ഒരു സൂക്ഷ്മദര്ശിനി ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട് ഉദ്ദീപനത്തിന് പ്രതികരണമായുണ്ടായ രാസമാറ്റം സഞ്ചരിക്കുന്ന ദിശയും ക്യത്യമായി മനസിലാക്കാന് ശാസ്ത്രജ്ഞര്ക്ക് സാധിച്ചു.
ഉദ്ദീപനങ്ങള്ക്ക് അനുസരണമായി കാല്സ്യം അയോണുകളുടെ പ്രവാഹം ഉണ്ടാവുന്നത് മനുഷ്യരുടെ കാര്യത്തിലും സംഭവിക്കുന്ന ഒന്നാണ്. ഇതാണ് പേശീചലനത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനം. കാല്സ്യം അയോണുകളുടെ പ്രവാഹമോ പ്രവാഹഗതിയില് മാറ്റമോ ഉണ്ടാവുമ്പോള് പേശികള് ചലിക്കുന്നു. പേശീചലനം വളരെ സങ്കീര്ണ്ണമായി നടക്കുന്ന പ്രവര്ത്തനം ആണെങ്കിലും എല്ലാത്തിന്റേയും തുടക്കം നിശ്ചയിക്കുന്നത് കാല്സ്യം അയോണുകളുടെ പ്രവാഹമാണ്. സസ്യങ്ങളിലും ഇതേ പ്രവര്ത്തനം തന്നെയാണ് നിലനില്ക്കുന്നത് ജീവല്പ്രവര്ത്തനങ്ങള് ആത്യന്തികമായ ഒന്നാണെന്ന സൂചനയാണ് നല്കുന്നതെന്ന് ശാസ്ത്രലോകം കരുതുന്നു. സസ്യങ്ങളും ജന്തുക്കളും പരിണാമപരമായി ഒരൊറ്റ ബിന്ദുവില് നിന്നും വേര്തിരിഞ്ഞവയാണെന്നാണ് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.
ഇപ്പോള് ഈ കണ്ടെത്തലിലൂടെ ശ്രദ്ധേയരായിത്തീര്ന്ന സെയ്ട്ടാമൊ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ശാസ്ത്രജ്ഞര് പോയ വര്ഷത്തില് തൊട്ടാവാടിച്ചെടിയില് ഇതേ പരീക്ഷണം നടത്തിയിരുന്നു. കൈതൊടുമ്പോള് തൊട്ടാവാടിച്ചെടി യുടെ ഇലകള് ഉടനടി വാടുന്നത് കാല്സ്യം അയോണുകളുടെ കുത്തൊഴുക്കുകൊണ്ടാണെന്ന് അവര് കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. വില്ലോ മരത്തിന്റെ ഒരിലയെ ഇലത്തീനിപ്പുഴുക്കള് തിന്നാന് തുടങ്ങിയാല് ആ ഇല മാത്രമല്ല, ആ മരത്തിലെ മുഴുവന് ഇലകളും അരുചി ഉണ്ടാക്കുന്ന ഒരുതരം വിഷപദാര്ത്ഥം ഉത്പാദിപ്പിക്കും എന്ന് നേരത്തേ കണ്ടെത്തിയിരുന്നു. മാത്രമല്ല, 40 50 മീറ്റര് അകലെ നില്ക്കുന്ന അതേ ഇനത്തില്പ്പെട്ട മരങ്ങളും ഈ വിഷസംയുക്തം ഉല്പ്പാദിപ്പിക്കാന് ശ്രമിക്കുന്നതായും കണ്ടെത്തുക യുണ്ടായി. ഇതൊക്കെയും വായുവിലൂടെ പടര്ന്നെത്തുന്ന രാസപദാര്ത്ഥങ്ങള് വഴിയുണ്ടാവുന്ന മാറ്റങ്ങളാണെന്ന് അനിഷേധ്യമായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടത് ഇപ്പോഴാണ്.
Reference:
Aratani, Y., Uemura, T., Hagihara, T. et al. (2023). Green leaf volatile sensory calcium transduction in Arabidopsis. Nature Communications 14, 6236. doi.org/10.1038/s41467-023-41589-9.
Yoneya, K., & Takabayashi, J. (2013). Interaction–information networks mediated by plant volatiles: a case study on willow trees. Journal of Plant Interactions, 8(3), 197–202. doi.org/10.1080/17429145.2013.782514
