پودے ہیں بڑی اکثریت کو نوآبادیات بنایا زمین کی سطح کا۔ تو ان کی کامیابی کی کنجی کیا ہے؟
لوگ اکثر پودوں کو سادہ، بے حس زندگی کی شکلوں کے طور پر سوچتے ہیں۔ وہ جڑیں ایک جگہ پر رہ سکتے ہیں، لیکن جتنے زیادہ سائنسدان پودوں کے بارے میں سیکھتے ہیں، زیادہ پیچیدہ اور ذمہ دار ہم سمجھتے ہیں کہ وہ ہیں. وہ مقامی حالات کے مطابق ڈھالنے میں بہترین ہیں۔ پودے ماہر ہوتے ہیں، جہاں سے وہ اگتے ہیں وہاں سے زیادہ سے زیادہ فائدہ اٹھاتے ہیں۔
پودوں کی زندگی کی پیچیدگیوں کے بارے میں سیکھنا لوگوں میں حیرت انگیز حیرت سے کہیں زیادہ ہے۔ پودوں کا مطالعہ یقینی بنانے کے بارے میں بھی ہے۔ ہم اب بھی فصلیں اگ سکتے ہیں۔ مستقبل میں جیسا کہ موسمیاتی تبدیلی ہمارے موسم کو تیزی سے شدید بناتی ہے۔
ماحولیاتی سگنل پودوں کی نشوونما اور نشوونما کو تشکیل دیتے ہیں۔ مثال کے طور پر، بہت سے پودے استعمال کرتے ہیں کیو کے طور پر دن کی لمبائی پھول کو متحرک کرنے کے لیے۔ پودے کے چھپے ہوئے آدھے حصے، جڑیں، اپنے اردگرد کے نشانات کا بھی استعمال کرتی ہیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ ان کی شکل پانی اور غذائی اجزاء کے لیے چارے کے لیے موزوں ہے۔
جڑیں اپنے پودوں کو اپنی شکل کے مطابق ڈھال کر خشک سالی جیسے دباؤ سے بچاتی ہیں سطح کے علاقےمثال کے طور پر) مزید پانی تلاش کرنے کے لیے۔ لیکن کچھ عرصہ پہلے تک، ہم یہ نہیں سمجھتے تھے کہ جڑیں کس طرح یہ سمجھتی ہیں کہ آس پاس کی مٹی میں پانی موجود ہے یا نہیں۔
پانی زمین پر سب سے اہم مالیکیول ہے۔ بہت زیادہ یا بہت کم ایک ماحولیاتی نظام کو تباہ کر سکتا ہے۔ موسمیاتی تبدیلی کے تباہ کن اثرات (جیسا کہ حال ہی میں یورپ اور مشرقی افریقہ میں دیکھا گیا ہے) بنا رہا ہے۔ سیلاب اور خشک سالی دونوں ہی زیادہ عام ہیں۔. چونکہ موسمیاتی تبدیلی is بارش کے پیٹرن بنانا تیزی سے بے ترتیب، یہ سیکھنا کہ پودے کیسے جواب دیتے ہیں۔ پانی کی قلت فصلوں کو زیادہ لچکدار بنانے کے لیے بہت ضروری ہے۔
پودوں اور مٹی کے سائنسدانوں اور ریاضی دانوں کی ہماری ٹیم حال ہی میں دریافت کس طرح پودوں کی جڑیں پانی کے جذب کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے ان کی شکل کو ڈھال لیں۔ جڑیں عام طور پر افقی طور پر شاخیں کرتی ہیں۔ لیکن جب وہ پانی سے رابطہ کھو دیتے ہیں (جیسے کہ مٹی میں ہوا سے بھرے خلا کے ذریعے بڑھتے ہیں) اور جڑیں نم مٹی کے ساتھ دوبارہ جڑنے کے بعد ہی شاخیں بنانا دوبارہ شروع کرتی ہیں۔
ہماری ٹیم نے پایا کہ پودے ایک نظام استعمال کرتے ہیں جسے کہتے ہیں۔ ہائیڈروسیگنلنگ اس کے جواب میں جڑیں کہاں شاخوں کا انتظام کریں۔ پانی کی دستیابی مٹی میں
ہائیڈروسیگنلنگ وہ طریقہ ہے جس سے پودے یہ سمجھتے ہیں کہ پانی کہاں ہے، براہ راست نمی کی سطح کی پیمائش کرکے نہیں بلکہ پودوں کے اندر پانی کے ساتھ حرکت کرنے والے دیگر حل پذیر مالیکیولز کو محسوس کرکے۔ یہ صرف اس لیے ممکن ہے کیونکہ (برعکس جانوروں کے خلیات) پودوں کے خلیے ایک دوسرے سے جڑے ہوتے ہیں۔ چھوٹے سوراخوں کے ذریعے.
یہ سوراخ پانی اور چھوٹے گھلنشیل مالیکیولز (بشمول ہارمونز) کو ایک ساتھ منتقل کرنے کے قابل بناتے ہیں۔ جڑ خلیات اور ؤتکوں. جب پانی کو پودے کی جڑ سے اٹھا لیا جاتا ہے، تو یہ سب سے باہری ایپیڈرمل خلیوں کے ذریعے سفر کرتا ہے۔
بیرونی جڑ کے خلیوں میں بھی ایک ہوتا ہے۔ ہارمون جو شاخوں کو فروغ دیتا ہے جسے آکسین کہتے ہیں۔. پانی کا اخراج آکسین کو اندرونی جڑ کے بافتوں کی طرف متحرک کرکے شاخوں کو متحرک کرتا ہے۔ جب پانی بیرونی طور پر دستیاب نہیں ہوتا ہے، تو کہتے ہیں کہ جب جڑ ہوا سے بھرے خلا میں بڑھتی ہے، تب بھی جڑ کے سرے کو بڑھنے کے لیے پانی کی ضرورت ہوتی ہے۔
لہٰذا جب جڑیں مٹی سے پانی نہیں لے سکتیں تو انہیں جڑ کے اندر اپنی رگوں کے پانی پر انحصار کرنا پڑتا ہے۔ اس سے پانی کی نقل و حرکت کی سمت بدل جاتی ہے، جس سے یہ اب باہر کی طرف جاتا ہے، جس سے برانچنگ ہارمون آکسین کے بہاؤ میں خلل پڑتا ہے۔
پلانٹ بھی ایک بناتا ہے۔ اینٹی برانچنگ ہارمون جسے ABA کہتے ہیں۔ اس کی جڑوں کی رگوں میں۔ ABA بھی پانی کے بہاؤ کے ساتھ آکسین کی مخالف سمت میں حرکت کرتا ہے۔ چنانچہ جب جڑیں پودوں کی رگوں سے پانی پر گرتی ہیں تو جڑیں بھی اینٹی برانچنگ ہارمون کو اپنی طرف کھینچتی ہیں۔
ABA ان تمام چھوٹے سوراخوں کو بند کر کے جڑ کی شاخوں کو بند کر دیتا ہے جو جڑ کے خلیوں کو جوڑتے ہیں — تھوڑا سا جہاز پر دھماکے کے دروازے کی طرح۔ یہ جڑ کے خلیوں کو ایک دوسرے سے بند کر دیتا ہے اور آکسین کو پانی کے ساتھ آزادانہ طور پر حرکت کرنے سے روکتا ہے، جڑ کی شاخوں کو روکتا ہے۔ یہ سادہ نظام پودوں کی جڑوں کو اپنی شکل کو مقامی پانی کے حالات کے مطابق بنانے کی اجازت دیتا ہے۔ یہ ہے xerobranching کہا جاتا ہے (تلفظ زیروبرانچنگ)۔
ہمارے مطالعے سے یہ بھی معلوم ہوا ہے کہ پودے کی جڑیں پانی کے ضیاع کو کم کرنے کے لیے اسی طرح کا نظام استعمال کرتی ہیں جیسے اس کی ٹہنیاں۔ پتے پانی کی کمی کو روکتے ہیں۔ خشک سالی کے دوران ان کی سطحوں پر سٹوماٹا نامی مائکرو سوراخوں کو بند کر کے۔ ABA ہارمون کی وجہ سے سٹوماٹا کی بندش بھی شروع ہوتی ہے۔ اسی طرح جڑوں میں ABA کم ہو جاتا ہے۔ پانی کا نقصان نینو سوراخوں کو بند کر کے جسے پلازموڈیسماٹا کہتے ہیں جو ہر جڑ کے خلیے کو آپس میں جوڑتے ہیں۔
ٹماٹر، تھیل کریس، مکئی، گندم اور جو کی جڑیں مختلف مٹیوں اور آب و ہوا میں تیار ہونے کے باوجود اس طرح نمی کا جواب دیتی ہیں۔ مثال کے طور پر، ٹماٹر جنوبی امریکہ کے ایک صحرا میں پیدا ہوئے۔، جبکہ تھیل کریس وسطی ایشیائی معتدل علاقوں سے آتا ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ زیرو برانچنگ پھولدار پودوں میں ایک عام خصلت ہے، جو غیر پھولدار پودوں جیسے فرنز سے 200 ملین سال چھوٹے ہیں۔
فرنز کی جڑیں، جو کہ زمینی پودوں کی ابتدائی انواع ہیں، اس طرح پانی کا جواب نہیں دیتی ہیں۔ ان کی جڑیں زیادہ یکساں طور پر بڑھتی ہیں۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ پھولوں کی پرجاتیوں کو اپنانے میں بہتر ہے۔ پانی زمینی پودوں جیسے فرنز کے مقابلے میں تناؤ۔
پھولدار پودے غیر پھولدار انواع کے مقابلے ماحولیاتی نظام اور ماحول کی وسیع رینج کو نوآبادیات بنا سکتے ہیں۔ دنیا بھر میں بارش کے پیٹرن میں تیزی سے تبدیلیوں کو دیکھتے ہوئے، کی صلاحیت پودوں مٹی کی نمی کی ایک وسیع رینج کو سمجھنا اور اس کے مطابق ڈھالنا اب پہلے سے کہیں زیادہ اہم ہے۔