آشنایی با هورمون های نباتی(گیاهی)

مترجم: شهرام نبی زاده

منبع: جهت مشاهده ی مطلب به زبان اصلی در وبسایت منبع کلیک کنید!

هورمون ها کارها را انجام میدهند. آنها پیام رسان های کیمیاوی هستند یعنی موادی هستند که در جایی از بدن تولید و پیام خود را به جایی دیگر از بدن انتقال می دهند. هورمون ها معمولا در غلظت های خیلی کم وجود دارند، همه میدانیم که هورمون ها موجب بسیاری از تغیرات در بدن انسان ها می شوند و لی آیا میدانستید که گیاهان نیز هورمون دارند؟ پس مطالعه کنید تا بدانید که هورمون ها چه تاثیراتِ شگفت انگیزی بر رشد و انکشاف گیاهان دارند.

·       پنج هورمون برتر

ما پنج گونه ی عمده ی هورمون های گیاهی را شرح می دهیم که عبارت از: Auxin  -  Gibberellin  -  Cytokinin  -  Ethylene    و   Abscisic acid   می باشند. این هورمون ها قادرند باهم و یا به تنهایی بر روی رشد گیاهان تاثیر گذار باشند.

Auxin

 شاید شما قبلا اوکسین را عملاً دیده باشید، اما تا کنون مالیکول های آن را با چشمِ غیر مسلح ندیده اید.

آیا تا حال فکر کرده اید که چطور یک گیاه به سوی نور خورشید خم می شود؟ خب این کار توسط اوکسین در ساقه ی گیاه رخ می دهد. داروین و پسرش درین مورد خیلی تحقیق کردند، با این حال آنها در آن زمان نتوانستند بدانند که چه چیزی باعث خم شدن گیاهان به سمت نور خورشید شده است. اوکسین تا اواخر دهه ی 1920 کشف نشده بود و اولین گونه، از پنج نوع هورمون عمده ی گیاهی بود که مورد مطالعه قرار می گرفت. اوکسین وظایف زیادی دارد اما مهمترین آنها تحریک گیاه به رشد است و اگر گیاهی به گونه ی طبیعی اوکسین تولید نکند، میمیرد! پس میتوانید ببینید که اوکسین چقدر مهم است؟ نام علمی اوکسین indole-3-acetic acid یا IAA است، هرگاه با IAA مواجه شدید باید بدانید که دقیقا معنی همان AUXIN  را افاده می کند.

اوکسین در رشد و انکشاف حجره(یاخته) فعالیت میکند، این هورمون اولا در قسمت هایی از گیاه تولید میشوند که به گونه ی فعال در حال رشد هستند مانند ساقه، مخصوصاً در قسمت های بالایی و نوک ساقه. اوکسین از یک سو به سوی دیگر یک گیاه سفر میکند یعنی از قسمت بالایی به طرف قسمت پایینی مثل جاده ی یکطرفه از نوک ساقه تا ریشه حرکت می کند این یک انتقال غیر فعال است و به انرژی نیازی ندارد، بنابرین غلظت اوکسین در قسمت بالایی گیاه بیشتر است و هرچه به ریشه نزدیک تر میشوید غلظت آن کمتر می شود، این هورمون شکل کلی گیاه را تنظیم میکند و به ساقه ی اصلی و مرکزی گیاه کمک میکند تا بلند تر از دیگر شاخه ها باشد.

تا حال دیده اید که ساقه اصلی را قطع کرده باشند و از اطراف آن بیشتر از بیست ساقه ی جدید بروید؟ این بدین دلیل است که اوکسین به واسطه ی خاصیت غالبی که دارد مانع رشد بسیاری از شاخه های جانبی دیگر در اطراف ساقه اصلی میگردد. زمانیکه شما ساقه ی اصلی یک گیاه را قطع می کنید، در حقیقت منبع اوکسین را از بین برده اید، دیگر هیچ ساقه ای غالب نخواهد بود، در واقع غالبیت رشد به سوی بالا دیگر وجود ندارد.

گیاهی که در کنار پنجره را دیده اید که چگونه اوکسین در طویل سازی حجراتش نقش داشته و آنرا به سوی نور آفتاب خم کرده است؟ اوکسین به قسمت هایی از ساقه حرکت می کند که به طرف سایه قرار گرفته اند و باعث میشود که حجرات آن ساحه طویل تر شوند در حالیکه حجرات قسمتی از ساقه که در طرف آفتاب قرار گرفته اند در اندازه ی اصلی شان باقی می مانند، این باعث می شود که گیاه به یک طرف یعنی به سوی آفتاب خم شود.

Gibbrellin 

جبریلین نیز تاثیراتی شبیه اوکسین را در گیاه بوجود می آورد، اما این یک هورمون کاملاً متفاوت است. جبریلین اصلاً در ژاپن کشف گردید. یک قارچ که به نام Gibberella fujikuroi   گیاه برنج را مصاب ساخت و باعث شد که آنها خیلی دراز شوند و به زمین بیافتند. 

قارچ مصاب کننده یک ماده کیمیاوی تولید می کرد که سبب رشد گیاه برنج می شد، پس ماده ای را که قارچ تولید میکرد جبریلین نام گذاشتند.

جبریلین نقش با اهمیتی در مراحل مختلف انکشاف گیاهان دارد، اما شهرت آنها بیشتر در طویل سازی ساقه ها است. جبریلین فاصله های میان پندک ها را افزایش میدهد، پندک مکانی بر روی ساقه است که یک برگ از آن به ساقه متصل میشود و جبریلین ساقه ی میان دو پندک را طویل تر میسازد. نبود جبریلین در گیاهان قد پست به راحتی احساس می شود، فاصله ی خیلی کوتاهی بین پندک ها در یک ساقه وجود دارد و برگ ها در قسمت اصلی گیاه خیلی به هم نزدیک هستند.

اگر روش کنترول ساقه ی گیاهان را بیاموزیم، چه مزیت بزرگی برایمان خواهد داشت؟ وقتی دانستن این موضوع با اهمیت میشود که بخواهیم ساقه ی گیاهان را کوتاه ویا دراز بسازیم.

بیولوژی دانان در گیاهان گلخانه ای تولید جبریلین را متوقف میکنند، تاگیاهانی با اندازه های قابل مدیریت تولید کنند.

اگر شما کشاورز می بودید و محصول تولیدی شما چیزی می بود که از ساقه ی گیاه بدست می آمد؟ ساقه های طویل یعنی درآمدِ بیشتر! همین طور نیست؟

در هاوایی جبریلین را روی نیشکر پاش دادند که طول ساقه را بیشتر کرد، ساقه های طویل تر قند بیشتری را در خود ذخیره کرده بودند و قند بیشتر یعنی پول بیشتر، دانستن در باره عملکرد هورمون های گیاهی میتواند درآمد زا باشد.

CYTOKININ 

چه کسی میدانست که ماهی بتواند در کشف یک هورمون گیاهی نقش داشته باشد؟ تقسیمات حجروی را میتوان در DNA   اسپرم شاه ماهی مشاهده کرد، مالیکولی که مسوولیت این کار را دارد به نام Kinetin یاد میشود. خیلی زود ماده ای بیولوژیکی در گیاهان دیده شد که تاثیر شبیه به Kinetin  داشت، این ماده حجرات گیاهی را به تقسیم شدن تحریک می کرد. آن ماده به نام سایتوکینین شناخته شد و محرک تقسیمات حجروی بود، و در بوجود آمدن اعضای جدید گیاهان مانند ریشه یا شاخه نقش پر اهمیتی داشت.

هورمون سایتوکنین در نوک ریشه ها تولید میشود و توسط جریان آب از طریق انساج زایلم که در ساقه موقعیت دارند به بالا انتقال میکند، انتقال سایتوکنین به قسمت های بالایی گیاه، انتقال غیر فعال است و به انرژی نیاز ندارد. سایتو کنین مرکز تولید حجرات جوان در گیاه است و به عبارت دیگر حجرات را وادار به تقسیم شدن می کند.

سایتوکنین محرک بازسازی یا ترمیم حجرات است، اگر یک گیاه زخمی شود میتواند دوباره خودش را به کمک سایتوکنین و اوکسین بازسازی یا ترمیم کند. میدانید کدام هورمون ها باهم فعالیت میکنند تا چه تاثیراتی بر گیاهان بگذارند؟ خب اگر غلظت سایتوکنین و اوکسین مساوی باشد، پس تقسیمات حجروی نورمال رخ خواهد داد. اگر غلظت اوکسین بیشتر از سایتوکنین باشد آنگاه ریشه ها تولید میشوند و اگر غلظت اوکسین کمتر از سایتوکنین باشد آنگاه شاخه ها شروع به شکل گیری می کنند.

Ethylene 

  آیا تا به حال شنیده اید که اگر یک کیله ی واقعاً پخته شده یا رسیده و خاکستری رنگ را در کنار دسته ای از کیله های سبز و نارسیده قرار دهید، کیله های خام پخته خواهند شد و خیلی زودتر زرد میشوند؟ این کار چگونه صورت میگیرد؟ خب کیله ی خاکستری رنگ توسط یک هورمون که به نام ایتلین یاد میشود با سایر کیله ها که رنگ سبز دارند ارتباط برقرار می کند، ایتلین یک هورمون گیاهی است که باعث پخته شدن و پوسیدگی در گیاهان میگردد. مخصوصاً این یک هورمون گیاهی جالب است زیرا به گونه ی گاز موجود میباشد، هیچ هورمون گیاهی دیگری به شکل گاز وجود ندارد. ایتلین تقریباً در تمام نقاط یک گیاه تولید میشود، و از طریق انساج گیاه خارج میگردد و توسط هوا انتقال میکند تا بر روی گیاه دیگری تاثیر بگذارد، چه جالب!

چگونه ایتلین کشف شد. کشاورزان بادنجان رومی(گوجه فرنگی) متوجه شدند که اتفاق عجیب و غریبی برای گیاهان شان می افتد. از اینکه در گذشته کشاورزان از بخاری های نفتی (تیلی) برای گرم کردن گلخانه ها استفاده می کردند، در آن زمان در جریان زمستان بادنجان رومی ( گوجه فرنگی) های شان پخته و آماده چیدن می شد، اما با ظهور برق بسیاری از کشاورزان به بخاری های برقی روی آوردند، سپس متوجه شدند که رومی های شان در زمان معینی که قبلاً توسط بخاری های نفتی (تیلی) آماده ی چیدن میشد حالا نمیشود، سوختن نفت در بخاری مالیکولی شبیه به ایتلین تولید میکرد که مسبب رسیدن یا پختن بادنجان رومی( گوجه فرنگی) میشد. تولید ایتلین نیاز به اکسیژن دارد، و صنعت کشاورزی از این اطلاعات در راستای توسعه ی خود استفاده کرده است. اگر شما فشار  اکسیژن و کاربن دای اکساید را در یک لاریِ در حال انتقال تنظیم کنید ( به طور خاص اکسیژن را کم و کاربن دای اکساید را زیاد کنید) شما قادر خواهید بود که از تولید ایتلین جلوگیری کرده و روند پخته شدن یا رسیدن میوه ها را کند کنید. این خیلی مفید خواهد بود وقتی که میوه جات و سبزیجات را کیلومتر ها دور تر از محل تولید شان جهت فروش می فرستید. کشت کنندگان هرگز دوست ندارند محصول شان قبل از این که شما حتی شانس خریداری آنرا هم پیدا کنید فاسد شود و یا از بین برود.

Abscisic acid 

وقتی بدن ما به آب نیاز پیدا میکند، احساس تشنگی میکنیم. سیگنال های تشنگی خبر میدهند که ما به کمبود آب مواجه شده ایم و باید آب بنوشیم. برای مسال زمانیکه گیاهی در طول خشکسالی به آب نیاز پیدا میکند، گزینه های زیادی وجود ندارد، شاید یک باران کوچک هم بتواند نیازش را مرفوع کند. گیاهان یک پیام رسان کیمیاوی تولید میکنند که ابسایسیک اسید نام دارد، بدین خاطر تا به تمام بخش های گیاه بگوید که گیاه در حالت کم آبی یا Water stress قرار گرفته است، ابسایسیک اسید در برگ ها و ریشه های پژمرده و تخم های در حال انکشاف تولید میشود و میتواند در تمام نقاط گیاه حرکت کند، از طریق زایلم و فلویم بالا و پایین برود و هشدار بدهد.

میدانیدکه چگونه آب در گیاه حرکت میکند؟ مالیکول های آب از طریق سوراخهای کوچکی که بر روی برگ ها موقعیت دارند خارج میشوند که به نام استوماتا مشهورند. دو طرف هر استوما را دو حجره ی محافظتی که شکلی شبیه به لوبیا دارند احاطه کرده که وظیفه آنها باز و بسته کردن استوما است. وقتی حجرات محافظتی از آب پر باشند، استوما باز است. وقتی آبِ حجراتِ محافظتی خالی شود، آنها لَق یا پژمرده میشوند و استوما بسته میشود.

حالا تصور کنید که شما یک گیاه تشنه هستید. هفته هاست بارانی نباریده و رطوبتی هم در اطراف ریشه های شما نیست. شما به شیوه ی خطرناکی آب کم می کنید. باید چه کار کنید تا بیش از این آب ارزشمند وجودتان را از دست ندهید؟ استوماتا را بسته کنید! چطور گیاهان این کار را میکنند؟ ابسایسیک اسید به حجرات محافظتی می رسد، با این پیام که آب کمیاب شده است. حجرات محافظتی متوجه می شوند و باعث خروج آب از داخل حجرات محافظتی میشود، حجرات محافظتی پژمرده شده و استوماتا را بسته نگه میدارند! حالا دیگر بیشتر از این آبی از استوماتا خارج نخواهد شد.

این مروری کوتاه و خلاصه بر روی پنج هورمون عمده گیاهی بود: اوکسین- جبریلین- سایتوکنین- ایتلین و ابسایسیک اسید.

به خاطر داشته باشید که هورمون ها پیام رسان های کوچک کیمیاوی هستند. هورمون های گیاهی مبحثی طولانیست و برای کسانیکه علاقه مند مطالعه در این مورد باشند، کتاب فیزیولوژی گیاهی که تایز و تیگر مولف آن هستند پیشنهاد می گردد.