एखाद्या वनस्पतीवर जर संकट ओढवलं, तर आजूबाजूला असलेल्या त्याच जातीच्या वनस्पतींच्या पेशींत काही रासायनिक बदल घडून येतात व त्यांचीही संरक्षणव्यवस्था सक्रिय होऊ लागते. याचा अर्थ, संकटात सापडलेली वनस्पती इतर वनस्पतींना आपल्यावर ओढवलेल्या संकटाची सूचना देते. आतापर्यंतच्या संशोधनातून, तीसाहून अधिक वनस्पती अशा सूचना प्रसृत करीत असल्याचं माहीत झालं आहे. यांत टोमॅटो, तंबाखू, मोहरी, अशा विविध वनस्पतींचा समावेश आहे. ही सूचना त्यांच्या मुळामार्फत होणाऱ्या रेणूंच्या उत्सर्जनाद्वारे दिली जात असल्याची एक शक्यता पूर्वी व्यक्त केली गेली होती. मात्र जेव्हा एकमेकांपासून तीस-चाळीस मीटर दूर असलेल्या, ज्यांची मूळं एकमेकांपासून दूर आहेत, अशा वनस्पतीसुद्धा एकमेकांना सावध करीत असल्याचं दिसून आलं, तेव्हा मात्र ही सूचना हवेतून दिली जात असल्याची शक्यता बळावली. मात्र नक्की कोणत्या रसायनांद्वारे ही सूचना दिली जाते, याचा काही उलगडा होत नव्हता.
जेव्हा एखाद्या वनस्पतीवर कोणत्याही संकटामुळे ताण निर्माण होतो, तेव्हा त्या वनस्पतींतील पेशींच्या आतील द्रवात मोठ्या प्रमाणात कॅल्शिअमयुक्त आयनांची निर्मिती होते. पेशीद्रवात होणारी ही कॅल्शिअमयुक्त आयनांची निर्मिती म्हणजे, या वनस्पतींच्या संरक्षणक्रियेतलीच एक पायरी असते. वनस्पतींच्या संरक्षणक्रियेतला कॅल्शिअमयुक्त आयनांचा हा सहभाग माहीत असल्यानं, संदेशवहनाचा मागोवा घेण्यासाठी युरी अराटानी आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनात, कॅल्शिअमयुक्त आयनांचा आधार घेतला. आपलं संशोधन त्यांनी मोहरीच्या कुळातील अराबिडॉप्सिस थालिआना या जातीच्या वनस्पतीवर केलं. प्रयोगादरम्यान होणारे, कॅल्शिअमयुक्त आयनांच्या प्रमाणातील बदल अभ्यासण्यासाठी, त्यांनी विशिष्ट जनुकीय प्रक्रिया केलेल्या अराबिडॉप्सिस थालिआनाचा वापर केला. जनुकीय प्रक्रियेमुळे, या अराबिडॉप्सिस थालिआनाच्या रोपांवर काही विशिष्ट लहरलांबीचे लेझर किरण सोडले, तर त्यांतील कॅल्शिअमयुक्त आयन स्वतःच प्रकाशित होणार होते. या वनस्पतींचा कोणता भाग किती प्रकाशित होतो, यावरून कॅल्शिअमयुक्त आयनांची निर्मिती कुठे आणि किती प्रमाणात होते, ते समजणार होतं. युरी अराटानी आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या प्रयोगासाठी (जनुकीय प्रक्रिया केलेल्या) अराबिडॉप्सिस थालिआनाच्या बिया रुजवल्या आणि त्यांची रोपं तयार केली. ही रोपं सुमारे अडीच महिने वाढवली.
वनस्पतींतलं धोक्याची सूचना देणारं संदेशवहन हे, वनस्पतींची संरक्षणव्यवस्था सक्रिय करू शकणाऱ्या विविध रसायनांपैकीच एखाद्या रसायनाकडून होत असल्याची शक्यता होती. ही शक्यता लक्षात घेऊन या संशोधकांनी सर्वांत प्रथम, वनस्पतींची संरक्षणव्यवस्था सक्रिय करू शकणाऱ्या अशा नऊ वेगवेगळ्या ज्ञात रसायनांची, आपल्या प्रयोगांसाठी निवड केली. त्यानंतर, त्यांनी या नऊ रसायनांपैकी प्रत्येकाचा या रोपांवर होणारा परिणाम स्वतंत्रपणे अभ्यासला. यासाठी यांतलं प्रत्येक रसायन, प्लास्टिकच्या नळीत घेऊन, ही नळी अराबिडॉप्सिस थालिआनाच्या रोपांपासून अर्धा सेंटिमीटर अंतरावर ठेवली. प्रत्येक रसायनाच्या अशा चाचणीत, या रोपांवर लेझर किरण टाकून, त्यांतील कॅल्शिअमयुक्त आयनांच्या प्रमाणात काही बदल होतात का ते तपासलं. या सर्व रसायनांपैकी, झेड-३-एचएएल आणि इ-२-एचएएल या अ‍ॅल्डिहाइड गटातल्या, सहजपणे बाष्पीभूत होणाऱ्या दोन रसायनांमुळे, वनस्पतींतील कॅल्शिअमयुक्त आयनांचं प्रमाण अर्ध्या मिनिटातच वाढू लागल्याचं दिसून आलं. यावरून वनस्पतीची संरक्षणव्यवस्था सक्रिय करणारी ही दोन रसायनं, धोक्याची सूचना देण्याच्या कार्यातही भाग घेत असल्याचं स्पष्ट झालं.
त्यानंतरच्या प्रयोगात या संशोधकांनी, या वनस्पतीसाठी धोक्याची परिस्थिती निर्माण करण्याकरिता स्पोडोप्टेरा लिट्युरा या अळीचा वापर केला. ही अळी तंबाखू, कापूस, द्राक्षं अशा विविध वनस्पतींची पानं खाते. प्रथम या संशोधकांनी एका बाटलीत अराबिडॉप्सिस थालिआनाची पानं घेऊन त्यावर या अळ्या सोडल्या व ही बाटली आडवी ठेवली. या बाटलीत एका बाजूनं पंपाद्वारे हवा सोडून, ती हवा या बाटलीच्या दुसऱ्या बाजूनं एका नळीद्वारे, बाजूलाच ठेवलेल्या निरोगी अराबिडॉप्सिस थालिआनाच्या रोपांवर सोडली. या निरोगी अराबिडॉप्सिस थालिआनावर लेझर किरणांचा झोत सोडून, या रोपांच्या पानातलं कॅल्शिअमयुक्त आयनांचं बदलतं प्रमाण अभ्यासलं. कीड लागलेल्या पानांच्या बाटलीतून पार झालेली हवा ही निरोगी रोपांना मिळू लागताच, एखाद मिनिटातच या निरोगी वनस्पतींतील कॅल्शिअमयुक्त आयनांचं प्रमाण वाढायला लागलेलं आढळलं. धोक्याची ही जाणीव, अवघ्या वीस मिनिटांत संपूर्ण वनस्पतीत पसरल्याचं, या कॅल्शिअमयुक्त आयनांच्या वाढलेल्या प्रमाणावरून दिसून येत होतं. त्यानंतर या किडीची लागण झालेल्या वनस्पतींकडून येणाऱ्या हवेचं रासायनिक पृथक्करणही केलं गेलं. त्यांतही त्यांना झेड-३-एचएएल आणि इ-२-एचएएल या रसायनांचं अस्तित्व आढळलं. या सर्व प्रयोगांबरोबरच, या संशोधकांनी अळ्या खात असलेल्या वनस्पतींतही या दोन रसायनांचं प्रमाण वाढलं असल्याची, या वनस्पतींच्या छोट्या तुकड्यांच्या रासायनिक पृथक्करणाद्वारे खात्री करून घेतली.
आपल्या संशोधनाच्या पुढच्या टप्प्यात या संशोधकांनी, हवेत सोडल्या जाणाऱ्या या रसायनांमुळे निरोगी वनस्पतीतील कोणकोणत्या पेशी, कोणकोणत्या क्रमानं सक्रिय होतात, हे जाणून घेतलं. त्यासाठी, विशेष प्रकारच्या सूक्ष्मदर्शकाद्वारे, या वनस्पतींतील कोणत्या पेशी प्रथम प्रकाशित होतात, त्याचं या संशोधकांनी प्रत्यक्ष निरीक्षण केलं. वनस्पतीतील पर्णछिद्रांजवळ वसणाऱ्या रक्षक पेशी या, सदर रसायनं या वनस्पतींपर्यंत पोचताच, एका मिनिटात त्याला प्रतिसाद देऊ लागल्याचं त्यांना आढळलं. (काहीसा अर्धवर्तुळाकार आकार असणाऱ्या या रक्षक पेशी, पर्णछिद्रांचा आकार नियंत्रित करतात.) रक्षक पेशी सक्रिय झाल्यानंतर, प्रकाशसंस्लेषणात भाग घेणाऱ्या पेशी, विविध प्रकारचं द्रव्य वाहून नेणाऱ्या पेशी, पानाच्या पृष्ठभागावरील काही पेशी, अशा वेगवेगळ्या प्रकारच्या पेशी क्रमाक्रमानं सक्रिय झाल्या. युरी अराटानी आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी केलेली ही सर्व निरीक्षणं, वनस्पतींच्या संरक्षण व्यवस्थेतील आतापर्यंत अज्ञात असलेल्या भागावर प्रकाश टाकण्याच्या दृष्टीनं उपयुक्त ठरणार आहेत.
युरी अराटानी आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी आपल्या संशोधनाद्वारे वनस्पतींची, संकटाच्या काळात एकमेकांना इशारा देण्यासाठी वापरली जात असलेली ‘भाषा’ शोधून काढली आहे. हे संशोधन मूलभूत वनस्पतिशास्त्राच्या दृष्टीनं महत्त्वाचं तर आहेच, परंतु त्याचबरोबर आणखी एका दृष्टीनंही हे संशोधन महत्त्वाचं ठरणार आहे. या संशोधनातून बाह्यधोक्याची सूचना कोणत्या रसायनांद्वारे दिली जाते, हे आता माहीत झालं आहे. हीच रसायनं वापरून, लागवडीखालच्या वनस्पतींची संरक्षणसज्जता वाढवणं, हेसुद्धा कदाचित यापुढे शक्य होईल. एका अर्थी हे या वनस्पतींचं लसीकरणच असणार आहे!
(छायाचित्र सौजन्य – Saitama University / Masatsugu Toyota/Saitama University/Masatsugu Toyota/Saitama University)
Leave a Reply