دانشمندان با استفاده از مدل ریاضی جدیدی در حال برملا کردن یکی از رازهای زیبا و قدیمی طبیعت هستند بر اساس این مدل ریاضی اینکه چرا ظاهر برگ گیاهان تا این اندازه متفاوت از یکدیگر است، آشکار می شود.
به گزارش خبرگزاری مهر، از آنجایی که گیاهان بیشترین بخش گاز گلخانه ای دی اکسید کربن جهان را به خود جذب می کنند، درک عملکرد رگبرگها یکی از مهمترین بخشهای مبارزه با هزینه هایی است که برای مقابله با انتشار جهانی کربن به آن نیاز است.
به گفته "بن بلاندر" دانشجوی دکترای دانشگاه آریزونا سالانه بخش بزرگی از دی اکسید کربن موجود در اتمسفر جذب برگهای گیاهان جهان می شود، این موجودات بیشتر از اقیانوسها و 10 برابر مقدار دی اکسید کربنی که انسانها از خود به وجود می آورند را از اتمسفر جذب می کند.
بلاندر می گوید برای درک چگونگی جریان کربنی و جذب آن، باید در ابتدا به عملکرد برگها پی برد، اما اینجاست که در خواهید یافت همه برگها عملکردی مشابه یکدیگر ندارند. در عملکرد برگها سه نکته نقشی کلیدی دارند: مقدار کربنی که برگها مصرف می کنند، طول عمر برگها و سرعت برگها در پردازش نور خورشید که به فتوسنتز نیز شهرت دارد.
این عوامل به شیوه های مختلف و در درختان و گیاهان مختلف و در میان محیطهای متفاوت با یکدیگر ترکیب شده و تنوعی شگفت انگیز از ساختارها و شکلهای برگی به وجود می آورند که رگبرگها پایه اصلی این ساختارها هستند.
بلاندر با ارائه یک مدل ریاضی و با کمک گرفتن از سه ویژگی که در شبکه های رگبرگی دیده می شوند به پیش بینی چگونگی متعادل سازی این سه عامل در برگهای مختلف با هدف کمک به رشد بهتر گیاه پرداخته است که این سه ویژگی عبارتند از: تراکم رگبرگها، فاصله میان رگبرگها از یکدیگر و تعداد مناطقی که با داشتن رگبرگهای ریز به مویرگهای بدن انسان شباهت دارند.
تراکم رگبرگها نشان می دهد که یک برگ تا چه اندازه بر روی شبکه رگبرگهای خود سرمایه گذاری کرده و از آن استفاده می کند. فاصله میان رگبرگها نشان می دهند رگبرگها تا چه اندازه نیازهای غذایی و آبی برگ را تامین می کنند و تعداد بخشهای مویرگ مانند نشاندهنده میزان انعطاف پذیری برگ و طول عمر آن خواهد بود، زیرا این بخش از برگها زمانی که برگ آسیب می بیند وظیفه تغذیه و ترمیم آن را به عهده دارند.
رگبرگها اطلاعات زیادی از برگها را در خود پنهان کرده اند برای مثال اگر گیاهی منافذ برگهای خود را برای جذب بیشتر دی اکسید کربن و افزایش دادن میزان فتوسنتز باز کند، به صورت همزمان مقدار زیادی آب را برای تبخیر کردن از دست می دهد از این رو باید آب بیشتری به سوی خود کشیده و جذب کند که این در نهایت به آن معنی است که برگ باید از رگبرگهای زیادی برخوردار باشد.
در صورتی که گیاهی همیشه به آب زیادی نیاز داشته باشد، نیازمند چینش هندسی خاصی برای رگبرگهایش خواهد بود که این چینش شکل کلی برگ را رقم خواهد زد از این رو این رگبرگها یا اسکلت برگها هستند که تعیین می کنند برگی که در برابر شما قرار گرفته یک برگ افرای قدیمی است و یا برگ تیغ مانند درخت بید است.
بلاندر می گوید رگبرگها وظایف مختلفی را در برگ به عهده دارند: ساختار کلی برگ را به وجود می آورند، در برابر آسیبها پایداری می کنند، مواد غذایی را به برگها انتقال می دهند و حتی در ارسال سیگنالهای شیمیایی به گیاه کمک می کنند، عملکردی که بیشتر به رشته های عصبی بدن جانداران شباهت دارد.
بلاندر با کمک گرفتن از مدل ریاضی خود این حجم بزرگ از شکلهای مختلف برگها را از دو هزار و 500 گونه مختلف گیاهی در سرتاسر جهان با یکدیگر ترکیب کرد تا بتواند روابط میان میزان فتوسنتز، طول عمر برگ، میزان مصرف کربن و نیتروژن را در آنها پیش بینی کند.
بر اساس گزارش دیسکاوری، درک درست از برگها و عملکرد آنها در آینده با مدلهای آب و هوایی مرتبط و درگیر خواهند شد، زیرا نه تنها چنین درکی می تواند در کنترل میزان کربن در جهان کمک کند، بلکه در پیش بینی میزان تبخیر آب و دیگر پدیده های آب و هوای مربوط و وابسته به گیاهان کمک کند.
