Tutuwuhan gaduh dijajah mayoritas tina beungeut bumi. Janten naon konci pikeun kasuksésan maranéhna?
Jalma-jalma sering nganggap pepelakan sabagé bentuk kahirupan anu sederhana sareng teu masuk akal. Éta bisa hirup rooted dina hiji tempat, tapi beuki élmuwan diajar ngeunaan tutuwuhan, leuwih kompleks jeung responsif urang sadar aranjeunna. Aranjeunna alus teuing pikeun adaptasi jeung kaayaan lokal. Tutuwuhan mangrupikeun spesialis, ngamangpaatkeun naon anu caket sareng tempatna berkecambah.
Diajar ngeunaan intricacies hirup tutuwuhan téh ngeunaan leuwih ti heran mereun di urang sanajan. Diajar tutuwuhan ogé ngeunaan mastikeun urang masih bisa melak palawija dina mangsa nu bakal datang salaku parobahan iklim ngajadikeun cuaca urang beuki ekstrim.
Sinyal lingkungan ngabentuk kamekaran sareng kamekaran pepelakan. Contona, loba tutuwuhan ngagunakeun panjang poé sakumaha cue nu pikeun memicu kembangan. Satengah tutuwuhan anu disumputkeun, akar, ogé ngagunakeun tanda-tanda ti sakurilingna pikeun mastikeun bentukna dioptimalkeun pikeun ngadahar cai sareng zat gizi.
Akar ngajagi pepelakanna tina setrés sapertos halodo ku cara adaptasi bentukna (cabang pikeun ningkatkeun luas permukaan, contona) pikeun manggihan deui cai. Tapi dugi ka ayeuna, urang henteu ngartos kumaha akar raos naha cai aya dina taneuh sakurilingna.
Cai mangrupikeun molekul anu paling penting di Bumi. Teuing atawa saeutik teuing bisa ngancurkeun hiji ékosistem. Dampak dahsyat tina parobahan iklim (sakumaha nembe katingal di Éropa jeung Afrika wétan) geus nyieun duanana banjir jeung halodo leuwih umum. ti mimiti perubahan iklim is nyieun pola curah hujan beuki erratic, diajar kumaha tutuwuhan ngabales kakurangan cai penting pisan pikeun ngajantenkeun pepelakan langkung tahan banting.
Tim urang élmuwan tutuwuhan jeung taneuh jeung matematikawan nembe kapanggih kumaha akar tutuwuhan adaptasi bentukna pikeun maksimalkeun panyerapan cai. Akar biasana bercabang horizontal. Tapi aranjeunna ngareureuhkeun branching nalika aranjeunna leungit kontak sareng cai (sapertos tumuwuh ngaliwatan hiji celah hawa-kaeusi dina taneuh) jeung akar ngan neruskeun branching sakali maranéhna nyambung deui jeung taneuh beueus.
Tim kami mendakan yén pepelakan nganggo sistem anu disebut hydrosignalling pikeun ngatur mana cabang akar dina respon kana kasadiaan cai dina taneuh.
Hydrosignalling mangrupikeun cara pepelakan ngaraos dimana cai, sanés ku cara ngukur tingkat kalembaban sacara langsung tapi ku ngaraosan molekul larut sanés anu gerak sareng cai dina pepelakan. Ieu ngan mungkin sabab (teu kawas sél sato) sél tutuwuhan disambungkeun ka hiji lianna ku pori-pori leutik.
Pori-pori ieu ngamungkinkeun cai jeung molekul larut leutik (kaasup hormon) pikeun mindahkeun babarengan akar sél jeung jaringan. Nalika cai diserep ku akar tutuwuhan, éta ngarambat ngaliwatan sél épidermis pangluarna.
Sél akar luar ogé ngandung a hormon nu promotes branching disebut auksin. Penyerapan cai memicu cabang ku mobilisasi auksin ka jero kana jaringan akar jero. Lamun cai geus euweuh sadia externally, nyebutkeun lamun akar tumuwuh ngaliwatan celah hawa-kaeusi, ujung akar masih perlu cai pikeun tumuwuh.
Janten nalika akar henteu tiasa nyandak cai tina taneuh, aranjeunna kedah ngandelkeun cai tina urat sorangan di jero akar. Ieu ngarobah arah gerakan cai, sahingga ayeuna pindah ka luar, nu disrupts aliran auksin hormon branching.
Tutuwuhan ogé ngajadikeun hiji hormon anti-cabang disebut ABA dina urat akarna. ABA ngalir kalayan aliran cai teuing, dina arah nu lalawanan ka auksin. Janten nalika akar nyerep cai tina urat pepelakan, akar ogé ngagambar hormon anti-cabang ka dirina.
ABA ngeureunkeun cabang akar ku nutup sadaya liang leutik anu nyambungkeun sél akar-saeutik sapertos panto ledakan dina kapal. Ieu ngégél kaluar sél akar ti silih tur ngeureunkeun auksin kalawan bébas gerak kalawan cai, blocking root branching. Sistem saderhana ieu ngamungkinkeun akar tutuwuhan pikeun nyaluyukeun bentukna kana kaayaan cai lokal. Ieu disebut xerobranching (diucapkeun zerobranching).
Panaliti kami ogé mendakan yén akar pepelakan nganggo sistem anu sami pikeun ngirangan leungitna cai nalika pucukna. Daun ngeureunkeun leungitna cai salila kaayaan halodo ku nutup mikro-pori disebut stomata on surfaces maranéhanana. Panutupan stomata ogé dipicu ku hormon ABA. Nya kitu, dina akar ABA ngurangan kaleungitan cai ku nutup nano-pori disebut plasmodesmata nu ngahubungkeun unggal sél akar babarengan.
Akar tina tomat, cress thale, jagung, gandum jeung sa'ir sadayana ngabales Uap ku cara ieu, sanajan ngembang dina taneuh jeung iklim béda. Salaku conto, tomat asalna di gurun Amérika Kidul, sedengkeun selangkangan asalna ti wewengkon sedeng Asia Tengah. Ieu nunjukkeun yén xerobranch mangrupikeun ciri umum dina pepelakan kembangan, anu langkung ngora 200 juta taun tibatan pepelakan anu henteu kembangan sapertos paku.
Akar tina paku, spésiés tutuwuhan darat mimiti ngembang, teu ngabales cai ku cara ieu. Akar maranéhanana tumuwuh leuwih seragam. Ieu nunjukkeun yén spésiés kembangan langkung saé pikeun adaptasi cai stress batan tutuwuhan darat saméméhna kayaning ferns.
Tutuwuhan kembangan tiasa ngajajah sajumlah ékosistem sareng lingkungan anu langkung lega tibatan spésiés henteu kembangan. Dibikeun parobahan gancang dina pola curah hujan di sakuliah dunya, kamampuhan tutuwuhan raos sareng adaptasi kana rupa-rupa kaayaan kalembaban taneuh langkung penting ayeuna tibatan kantos.