تکینک شیمیایی گیاهان برای بقا در بیابان

عرق کردن در برخی حیوانات در دمای بالا حرارت بدنشان را کم میکند . کریستال های نمکی یک درختچه کویری هم امکان نوشیدن یک ذره آب تازه را می‌دهند

پژوهشگران در تاریخ 30 اکتبر در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences گزارش داده‌اند که Athel Tamarisk(گزشاهی) از انتخاب ویژه‌ای از بلور هاب نمک روی برگ‌هایش برای جذب آب از هوا استفاده می‌کند. این مطالعه بینش‌های جدیدی به استراتژی‌های شیمیایی هوشمندانه‌ای که گیاهان برای زنده ماندن در محیط‌های سخت تکامل یافته‌اند، ارائه می‌دهد.

Athel Tamarisk (Tamarix aphylla) در خاک‌های نمکی و خشک بیابانی در سراسر خاورمیانه می‌روید. این اتفاق به دلیل این است که tamarisk یک هالوفیت است، یک نوع گیاه که اضافه کردن نمک را از غده‌های برگ‌هایش در قطرات غلیظ انجام می‌دهد. رطوبت از این افشانه‌های نمکی در گرمای روز پخش می‌شود و tamarisk را در ترکیبی از بلورهای سفید پوشانده می‌کند که در باد می‌لرزند.

در حین رانندگی در بیابان‌های گرم و مرطوب، دانشمند مواد مریه الهنداوی از دانشگاه نیویورک در ابوظبی مشاهده کرد که آب روی این بلورها تراکم می‌یابد. بسیاری از گیاهان با ساختار برگی تخصیص شده اند  برای جذب آب مایع از مه . اما ال-هنداوی، که به طبیعت برای یافتن استراتژی‌های مقابله با کمبود آب نگاه می‌کند، شک به وجود احتمالی تأثیر ترکیب شیمیایی نمک‌های کریستال بر شبنم پیشنهاد کرد.

برای بررسی این موضوع، او و تیمش از ویدئوهای تایم-لپس گیاهان Athel tamarisk در محیط طبیعی آنها ضبط کردند. این ضبط‌ ها نشان داد که بلورهای نمکی که از افشانه‌های روز ساخته می‌شوند، در شب با آب جذب می‌شوند. در آزمایشگاه، محققان متوجه شدند که در دمای 35 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 80 درصد، یک شاخه طبیعی‌استخراج‌شده حدود 15 میلی‌گرم آب روی برگ‌هایش را پس از دو ساعت جمع آوری کرد، در حالی که یک شاخه شسته شده تنها حدود یک دهم این مقدار آب را تولید کرد.

الهنداوی می‌گوید: “این نتیجه برای ما قطعی بود، زیرا اثبات کرد که نمک‌ها عامل اصلی در جمع‌آوری آب هستند، و این سطح گیاه نیست.” علاوه بر این، محققان مشاهده کردند که شبنم تا رطوبت نسبی 50 درصد هم روی بلورها ایجاد می‌شود.

زمانی که دانشمندان ترکیب معدنی افشانه‌های نمکی گیاه tamarisk را بازبینی کردند، بیش از 10 نوع نمک متفاوتی را که به هم کریستال‌شده‌اند، پیدا کردند. این بلورها از نمک سدیم کلرید و گچ ساخته‌شده‌اند. با این حال، محققان همچنین آثاری از یک مواد مخفی یافتند: سولفات لیتیوم. این معدن بسیار خوب در جذب آب و در رطوبت نسبی نیز کمتر از سدیم کلرید یا گچ عمل می‌کند.

الهنداوی می‌گوید: “این مقاله یک درک جدید از اینکه چگونه برخی از گیاهان بیابانی همزمان نمک افشانی کرده و از آن به عنوان یک وسیله برای جذب آب از هوا به برگ‌ها استفاده می‌کنند، فراهم می‌کند.”

Lawren Sack، فیزیولوژی گیاهی و اکولوژیست دانشگاه کالیفرنی در لس‌آنجلس، که در این مطالعه مشارکت داشته است، خوشحال است که پیچیدگی شیمیایی نمک‌ها را مشاهده می‌کند. او می‌گوید: “گیاهان بیابانی استراتژی‌های شیمیایی پیچیده‌ای را برای چیدن هر قطره آب آخر از محیط اطراف تکامل یافته‌اند” و بیشتر این سیستم‌ها هنوز در انتظار کشف هستند.

الهنداوی امیدوار است و تاکید دارد که نسبت نمک‌ها ممکن است در مناطق و فصل‌های مختلف متفاوت باشد. این امر او را امیدوار می‌کند که مواد جذب‌کننده آب دیگری در صحراها کشف شود.