‘Işın tabancaları’, bilim adamlarının bitki popülasyonlarını birbirinden ayırmak için DNA yerine ışık kullanmasına izin veriyor
Star Trek’te karakterler, nesneleri analiz etmek ve tanımlamak için işaret edebilecekleri, tricorder adı verilen küçük bir el cihazı taşırlar. Dizinin yazarları bu fikri 1960’larda uydurduğunda, bu tamamen bilim kurguydu, amaYeni Fitolog fikri gerçeğe bir adım daha yaklaştırıyor.
ABD Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen araştırmacıları Saha Müzesi ve diğer kurumlar, Alaska dağlarındaki bitki yapraklarının ışığı nasıl yansıttığını kaydetmek için ışın tabancasına benzeyen bir el cihazı kullandı. Ve aynı türden farklı bitki popülasyonlarının — örneğin komşu dağların tepelerinde yaşayan bitkilerin — ışığı farklı şekilde, birbirlerinden genetik varyasyonlarını yansıtacak şekilde yansıttığı ortaya çıktı.
Tüm canlılar DNA içerir ve iki organizmanın DNA’sı ne kadar benzerse, birbirleriyle o kadar yakından ilişkilidir. Bu türler arasında ve içinde doğrudur – bir insanın DNA’sı bir köpekten çok şempanzeninkine benzer, çünkü insanlar şempanzelerle daha yakın akrabadır; DNA’mız bir kuzeninkine dünyanın diğer ucundaki rastgele bir yabancınınkinden daha yakın. Aynı şey bitkiler için de geçerlidir: Tek bir türde bile, bir popülasyondan diğerine DNA’da farklılıklar vardır.
Genetik araştırmalar, bazen bu varyasyonların çok ince bir ölçekte ortaya çıktığını göstermiştir – örneğin, bir dağın tepesindeki bir türden bitkiler, sadece birkaç kilometre ötedeki bir dağın tepesindeki aynı türden biraz farklı DNA’ya sahip gruplar oluşturabilir. Popülasyonlar bölündüğünde bu, polen veya tohum paylaşmadıkları ve genetik olarak izole oldukları anlamına gelir.
Bilim adamları, bir bitki popülasyonunu diğerinden ayırt etmek için DNA’daki bu farklılıkları inceler, ancak bu zorlu bir iştir – bitki örneklerini toplamalı, saklamalı, onları laboratuvara taşımak için izin almalı ve ardından dizilimi yapmak için birçok adımdan geçmelidirler. bitkinin genetik kodunu öğrenir ve karşılaştırır. Süreç haftalar hatta aylar sürer.
Bununla birlikte, yeni çalışmada araştırmacılar, iki bitki popülasyonunun birbiriyle ne kadar yakından ilişkili olduğunu belirlemek için başka bir yöntem buldular; bu yöntem, sonunda sahada neredeyse anında yapılabilir. İşte burada ışın tabancaları devreye giriyor.
Spektroradyometreler, ışığın bir yüzeyden ne kadar yansıdığını ve ışığın hangi dalga boylarını içerdiğini ölçen araçlardır. Aletin kendisi, bir ışın tabancasına benzeyen bir fiber optik kabloya bağlı bir el probu ile bir sırt çantasına sığar. Tarım bilim adamları, hastalıkları tespit etmek için yapraklardan geri dönen ışığı analiz etmek için bu araçları kullanırlar. Yeni çalışma, yapraklardan seken ışığın bir bitki popülasyonundan diğerine değiştiğini ortaya çıkardı ve bu da günümüzün ışın silahlarına botanikçilerin cephaneliklerinde bir yer sağladı.
NSF’nin Çevresel Biyoloji Bölümü’nde program direktörü olan Sam Scheiner, “Küresel ısınmanın zorluğuna yanıt vermek, bitkilerin nasıl yanıt verdiğine dair bilgi gerektirir” diyor. “Bireyler ve türler arasındaki genetik farklılıkları hızlı bir şekilde tanımlayabilmek, bu yönde önemli bir adımdır.”