یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که زنبورها و سایر گرده‌افشان‌ها تنها به گلبرگ‌های رنگارنگ یا بوی شیرین شهد جذب نمی‌شوند. الگوهای مخفی هدف‌مانند در ساختار گل نقش مهمی در جذب زنبورها ایفا می‌کنند.
برای مثال، گل‌های ختمی در مراحل اولیه تشکیل گلبرگ، یک پیش‌الگو نامرئی دارند که اندازه این هدف‌مانندها را تعیین می‌کند؛ ویژگی‌ای که مستقیماً بر جذابیت آن‌ها برای گرده‌افشان‌ها تأثیر می‌گذارد.
زنبورها و الگوهای گل
محققان آزمایشگاه Sainsbury در دانشگاه کمبریج به نتایج جالبی دست یافته‌اند. معلوم شده که زنبورها در انتخاب خود بسیار دقیق هستند.
زنبورها به وضوح گل‌هایی با هدف‌مانندهای بزرگ‌تر را ترجیح می‌دهند و با سرعت بیشتری به دیسک‌های مصنوعی گل با هدف‌مانندهای بزرگ‌تر نزدیک می‌شوند. این ترجیح ممکن است کارایی زنبورها و همچنین گل‌ها را افزایش دهد.
الگوهای مخفی: شکل‌گیری هدف‌مانندها
محققان به دنیای مرموز طراحی گلبرگ‌ها وارد شدند. آن‌ها با استفاده از یک گیاه ختمی کوچک به‌عنوان مدل، گیاهانی با اندازه گل‌های مشابه اما با هدف‌مانندهای متفاوت را مقایسه کردند.
دکتر ادویدج مویرو، یکی از محققان برجسته آزمایشگاه Sainsbury، سازوکارهای ایجاد الگو در گلبرگ‌ها را مطالعه کرده است. او اشاره کرد که در مراحل اولیه تشکیل گل، یک پیش‌الگو روی سطح گلبرگ ایجاد می‌شود، قبل از اینکه رنگی روی گلبرگ قابل مشاهده باشد.
تکامل الگوهای هدف‌مانند
نویسنده اصلی این مطالعه، دکتر لوسی ریگله، بیشتر به بررسی نحوه تشکیل و تکامل این الگوهای هدف‌مانند پرداخته است. او کشف کرد که پیش‌الگو به‌عنوان یک ناحیه کوچک به شکل هلال شروع می‌شود، حتی قبل از اینکه هدف‌مانند روی گلبرگ‌های کمتر از ۰.۲ میلی‌متر قابل مشاهده باشد.
در مراحل اولیه‌ای که ما بررسی کردیم، گلبرگ‌ها حدود ۷۰۰ سلول دارند و هنوز به رنگ سبز هستند، بدون رنگدانه‌های بنفش و بدون تفاوت در شکل یا اندازه سلول‌ها، گفت دکتر ریگله.
وقتی گلبرگ به حدود ۴۰۰۰ سلول رسید، هنوز هیچ رنگدانه‌ای قابل مشاهده نبود، اما ما یک ناحیه خاص را شناسایی کردیم که سلول‌های آن بزرگ‌تر از همسایگان خود بودند. این ناحیه پیش‌الگو است.
سلول‌هایی که دکتر ریگله مطالعه کرده است، نقشی حیاتی دارند زیرا محل مرز هدف‌مانند را مشخص می‌کنند، خطی که در گلبرگ رنگ از بنفش به سفید تغییر می‌کند. و اگر مرزی وجود نداشته باشد، هدف‌مانندی هم نخواهد بود.
دکتر آرگریس زاردیلیس یک مدل محاسباتی ایجاد کرد که بینش‌های بیشتری را ارائه داد. این مدل‌ها نشان دادند که گل ختمی می‌تواند ابعاد هدف‌مانندها را خیلی زود در طول مرحله پیش‌الگو با تنظیم انبساط یا تقسیم سلولی در مراحل بعدی تغییر دهد.
الگوهای گل از دید زنبورها
دکتر ریگله تأثیر الگوهای هدف‌مانند را بر گرده‌افشان‌ها با استفاده از دیسک‌های مصنوعی گل که ابعاد سه هدف‌مانند مختلف را تقلید می‌کردند، بررسی کرد.
زنبورها نه تنها هدف‌مانندهای متوسط و بزرگ‌تر را بر هدف‌مانند کوچک ترجیح می‌دادند، بلکه ۲۵ درصد سریع‌تر به این دیسک‌های گل بزرگ‌تر مراجعه می‌کردند.
چرا که گرده‌افشانی انرژی زیادی می‌طلبد و اگر زنبور بتواند به جای سه گل به چهار گل در همان زمان سر بزند، احتمالاً این به نفع زنبور و همچنین گیاه است.
این استراتژی‌های پیش‌الگو در گل‌ها ممکن است ریشه‌های تکاملی عمیقی داشته باشند و احتمالاً تنوع الگوهای گل در گونه‌های مختلف را تحت تأثیر قرار دهند.
تیم تحقیقاتی به سرپرستی دکتر ادویدج مویرو، به کشف سیگنال‌هایی که این الگوهای اولیه را ایجاد می‌کنند، ادامه می‌دهد و در حال بررسی مکانیزم‌های مشابه پیش‌الگو در سایر اندام‌های گیاهی هستند.
پیامدهای کشاورزی
درک تازه‌ای از تأثیر الگوهای هدف‌مانند بر رفتار گرده‌افشان‌ها پیامدهای قابل توجهی برای حفاظت از محیط‌زیست و کشاورزی دارد.
تقویت دانش ما درباره این طرح‌های گل می‌تواند به توسعه استراتژی‌هایی برای افزایش بازدید گرده‌افشان‌ها کمک کند که برای موفقیت محصولات وابسته به گرده‌افشانی حیاتی است.
با همسو کردن روش‌های کشاورزی با این بینش‌ها، کشاورزان ممکن است بتوانند بازده محصولات خود را با انتخاب یا اصلاح گونه‌های گیاهی که الگوهای هدف‌مانند بهینه‌تری دارند و برای گرده‌افشان‌ها جذاب‌تر هستند، افزایش دهند.
تحقیقات آینده در مورد الگوهای هدف‌مانند
دامنه تحقیقات در مورد الگوهای هدف‌مانند در حال گسترش است و مسیرهای جدیدی برای کشف ایجاد می‌کند. مطالعات آینده ممکن است به بررسی زمینه‌های ژنتیکی که شکل‌گیری و تنوع این الگوها را در گونه‌های مختلف گیاه تعیین می‌کنند، بپردازند.
آشکار کردن عوامل ژنتیکی و محیطی که ابعاد هدف‌مانند را تعدیل می‌کنند، می‌تواند به بینش‌های بی‌سابقه‌ای در مورد هم‌تکامل گیاهان و گرده‌افشان‌ها منجر شود.
علاوه بر این، بررسی کاربرد مدل‌های محاسباتی در گونه‌های مختلف گیاهی می‌تواند اصول جهانی شکل‌گیری الگو را آشکار کند و نه تنها به علم گیاه‌شناسی بلکه به طراحی زیست‌الهام در فناوری و هنر کمک کند.
زنبورها، هدف‌مانندها و تنوع زیستی
این تحقیق نه تنها به درک ما از زیست‌شناسی گیاهان کمک می‌کند، بلکه پیوندهای پیچیده بین گیاهان و محیط زیست آن‌ها را تقویت می‌کند.
دقت طراحی‌های طبیعی نقش حیاتی در بقای گونه‌ها و تکامل ایفا می‌کند. برای مثال، H. trionum با داشتن هدف‌مانندهای بزرگ‌تر، ممکن است گرده‌افشان‌های بیشتری را جذب کند و موفقیت تولیدمثلی آن را افزایش دهد.
پس دفعه بعد که یک گل را تحسین می‌کنید، به یاد داشته باشید که این فقط یک زیبایی ظاهری نیست. در پس این زیبایی سطحی، دنیایی از الگوهای پیچیده و دقیق وجود دارد – شاهکار طبیعت.
این مطالعه در مجله Science Advances منتشر شده است.
