ಶತಮಾನಗಳಿಂದ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಸಸ್ಯಗಳು ಸ್ಟೊಮಾಟಾ ಎಂಬ ಸಣ್ಣ ಎಲೆ ರಂಧ್ರಗಳ ಮೂಲಕ 'ಉಸಿರಾಡುತ್ತವೆ' ಎಂಬುದನ್ನು ತಿಳಿದಿದ್ದಾರೆ.

ಇಲಿನಾಯ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಅರ್ಬಾನಾ-ಚಾಂಪೇನ್‌ನ ಸಂಶೋಧಕರು ಈಗ ಒಂದು ನವೀನ ಸಾಧನವನ್ನು ರಚಿಸಿದ್ದು, ಇದು ನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಸ್ಯಗಳು ನೈಜ ಸಮಯದಲ್ಲಿ "ಉಸಿರಾಡುವುದನ್ನು" ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಶೋಧನೆ ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಗಮನಿಸಿ ವಿವರವಾಗಿ ದಾಖಲಿಸಿದ್ದಾಗಿದೆ.

'ಸ್ಟೊಮಾಟಾ ಇನ್-ಸೈಟ್' ಎಂಬ ಸಾಧನವು ಎಲೆಗಳ ಮೇಲಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಂಧ್ರಗಳು ಸ್ಟೊಮಾಟಾ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಸ್ಯದ ಬಾಯಿಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ) ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್, ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಆವಿಯ ವಿನಿಮಯವನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರಗಳು ಸಸ್ಯಗಳು ಶಾಖ, ಬರ ಮತ್ತು ಇತರ ಒತ್ತಡಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿಭಾಯಿಸುತ್ತವೆ ಎಂಬುದರಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ಪ್ರಗತಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಕಾನ್ಫೋಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್, ನಿಖರವಾದ ಅನಿಲ-ವಿನಿಮಯ ಮಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಸುಧಾರಿತ ಯಂತ್ರ-ಕಲಿಕಾ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್ ನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಗಗಳು ಸಣ್ಣ ಎಲೆಗಳ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಸಾಂದ್ರವಾದ, ತಾಳೆ ಗಾತ್ರದ ಕೋಣೆಯೊಳಗೆ ಇಡುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ತಾಪಮಾನ, ಆರ್ದ್ರತೆ, ಬೆಳಕು, CO₂ ಮಟ್ಟಗಳು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಲಭ್ಯತೆಯನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಸ್ಯಗಳು CO₂ ಅನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಆವಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವಾಗ ಅನಿಲಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಚಲನೆಯನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ವೀಡಿಯೊವನ್ನು ತಂಡ ರೆಕಾರ್ಡ್ ಮಾಡಿದೆ. ಸುಧಾರಿತ ಚಿತ್ರಣ ಮತ್ತು ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಸ್ಟೊಮಾಟಾ ಬೆಳಕು, ಆರ್ದ್ರತೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದಾಗ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಟ್ರ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಸಂಶೋಧಕರು ಸಸ್ಯ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ, ನೀರಿನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಸಮತೋಲನದ ಬಗ್ಗೆ ಒಳನೋಟಗಳನ್ನು ನೀಡಿದ್ದಾರೆ.

ಇಲಿನಾಯ್ಸ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಸ್ಯ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗ ಮತ್ತು ಜೀನೋಮಿಕ್ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಆಂಡ್ರ್ಯೂ ಲೀಕಿ ಫಾಕ್ಸ್ ನ್ಯೂಸ್‌ಗೆ ಹೇಳಿಕೆ ನೀಡಿದ್ದು, "ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅವರು ಬೆಳಕಿನಲ್ಲಿ ರಂಧ್ರವನ್ನು ತೆರೆದು ಕತ್ತಲೆಯಲ್ಲಿ ಮುಚ್ಚುತ್ತಾರೆ. ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಅನುಕೂಲಕರವಾದಾಗ ಫೋಟೋಸಿಂತೆಸಿಸ್ (ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ)ಸಂಭವಿಸಲು ಆದರೆ ಎಲೆಯ ಒಳಭಾಗದಿಂದ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ನೀರಿನ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಇದು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಹವಾಮಾನ ಬಿಸಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಶುಷ್ಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅಥವಾ ನಾವು ಅವುಗಳಿಗೆ ನೀರುಣಿಸಲು ಮರೆತ ಕಾರಣ ಸಸ್ಯಗಳಿಗೆ ಸಾಕಷ್ಟು ನೀರಿನ ಪ್ರವೇಶವಿಲ್ಲದಿದ್ದಾಗ - ಅವು ಒಣಗಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಬೆಳೆಯುವುದಿಲ್ಲ."

ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಸುಮಾರು ಐದು ವರ್ಷಗಳ ಪರಿಷ್ಕರಣೆಯ ಅಗತ್ಯವಿತ್ತು, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಫೈನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ವೀಕ್ಷಣೆಗಳನ್ನು ವಿರೂಪಗೊಳಿಸಬಹುದಾದ ಸಣ್ಣ ಕಂಪನಗಳನ್ನು ಸಹ ತೆಗೆದುಹಾಕುವಂತಹ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಿತು. ಹಲವಾರು ಮೂಲಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ ನಂತರ, ತಂಡ ಸ್ಥಿರವಾದ, ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಾಧಿಸಿತು.

ಈ ಪ್ರಗತಿ ಏಕೆ ಮುಖ್ಯ?

ಸಸ್ಯ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿನ ಈ ಪ್ರಗತಿಯು ಬೆಳೆ ತಳಿ ತಂತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟು ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸ್ಟೊಮಾಟಲ್ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸಂಕೀರ್ಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಮೂಲಕ, ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಕೇತಗಳು ಹಾಗೂ ಸ್ಟೊಮಾಟಲ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ನೀರಿನ ಬಳಕೆಯ ದಕ್ಷತೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಪ್ರಮುಖ ಆನುವಂಶಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಬಹುದು.

ನೀರಿನ ಕೊರತೆಯು ಕೃಷಿ ಉತ್ಪಾದಕತೆಯ ಮೇಲೆ ಅತ್ಯಂತ ಗಣನೀಯ ಪರಿಸರ ನಿರ್ಬಂಧವನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಈ ಜ್ಞಾನವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮಹತ್ವದ್ದಾಗಿದೆ. ನೀರಿನ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವ ಬೆಳೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಂಶೋಧಕರು ಏರುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಬರಗಾಲದ ಪ್ರತಿಕೂಲ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಬಹುದು, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಬೆಳೆ ಪುನಶ್ಚೈತನ್ಯಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು ಎಂಬ ನಿರೀಕ್ಷೆ ಇದೆ.

ಇಲಿನಾಯ್ಸ್ ಅರ್ಬಾನಾ-ಚಾಂಪೇನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯವು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪೇಟೆಂಟ್ ಮಾಡಿದೆ. ಇನ್ನೂ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ಇದನ್ನು ಶೀಘ್ರದಲ್ಲೇ ವಿಶಾಲವಾದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಬಳಕೆಗಾಗಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುವುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಆಶಿಸಿದ್ದಾರೆ.