«عضله» منحصر به جانوران نیست؛ درختان نیز می‌توانند فعالانه شکل خود را اصلاح کنند

درختان فقط در جهت نور رشد نمی‌کنند و شکلشان هم صرفاً نتیجه رشد تصادفی سلول‌ها نیست. پژوهشی تازه نشان می‌دهد بعضی درختان می‌توانند وضعیت تنه خود را تشخیص دهند و با ساخت نوع خاصی از چوب، به‌تدریج آن را اصلاح کنند.

پژوهشگران مؤسسه ملی تحقیقات کشاورزی، غذا و محیط‌زیست فرانسه (INRAE) و دانشگاه کلرمون اوورن بررسی کردند که نهال‌های صنوبر چگونه خمیدگی تنه خود را تشخیص می‌دهند و به‌تدریج آن را اصلاح می‌کنند. نتایج نشان داد که درخت برای صاف نگه‌داشتن تنه، فقط به نور و گرانش واکنش نشان نمی‌دهد، بلکه می‌تواند نیروهایی درون بافت چوبی خود ایجاد کند و جهت رشد را تغییر دهد.

حدود ۱۵ سال پیش مشخص شده بود که گیاهان سازوکاری برای کنترل شکل بدن خود دارند، اما جزئیات آن به‌خوبی شناخته نشده بود. پژوهش جدید توضیح می‌دهد که دست‌کم در برخی درختان، بخش مهمی از این کار بر عهده بافتی به نام «چوب کششی» است.

نیواطلس، پژوهشگران برای بررسی این موضوع که درخت چگونه خمیدگی تنه را تشخیص می‌دهد و آن را اصلاح می‌کند، نهال‌های جوان صنوبر را ابتدا به‌صورت افقی قرار دادند. نهال‌ها طبق انتظار شروع کردند به سمت بالا خم شدند. این رفتار در گیاهان شناخته‌شده است و معمولاً به واکنش آن‌ها به گرانش و نور نسبت داده می‌شود.

برخی درختان می‌توانند خمیدگی تنه خود را تشخیص دهند و به‌تدریج آن را اصلاح کنند

اما پژوهشگران می‌خواستند بفهمند آیا درخت فقط به محرک‌های بیرونی پاسخ می‌دهد یا می‌تواند وضعیت خود تنه را هم تشخیص دهد.برای همین، نهال‌های خم‌شده را روی سکویی چرخان قرار دادند و آن‌ها را داخل محیطی گذاشتند که از همه طرف نور دریافت می‌کرد. چرخش مداوم سکو باعث می‌شد اثر جهت ثابت گرانش بر رشد گیاه تا حد زیادی خنثی شود.

با‌این‌حال، نهال‌ها همچنان به اصلاح شکل خود ادامه دادند. تنه آن‌ها به‌تدریج تغییر جهت داد و به حالت صاف‌تر و عمودی‌تری نزدیک شد. این رفتار نشان می‌داد درخت فقط منتظر نور یا گرانش نمی‌ماند، بلکه به‌نوعی وضعیت خمیدگی خودش را هم تشخیص می‌دهد.

بررسی بافت تنه نشان داد درختان در یک سمت ساقه نوع خاصی از چوب تولید می‌کنند که چوب کششی نام دارد. این بافت می‌تواند نیروی مکانیکی ایجاد کند و ساقه را به سمت مشخصی بکشد. درنتیجه، تنه بدون آنکه عضله واقعی داشته باشد، رفتاری شبیه سیستم‌های عضلانی از خود نشان می‌دهد.

نکته جالب این است که فعالیت چوب کششی فقط در یک سمت باقی نمی‌ماند. وقتی ساقه بیش از حد به یک طرف کشیده می‌شود، تولید این بافت می‌تواند به سمت مقابل منتقل تا خمیدگی اصلاح شود. به این ترتیب، دو طرف ساقه مانند دو نیروی مخالف عمل می‌کنند و با ایجاد کشش در زمان مناسب، شکل تنه را تنظیم می‌کنند.

برونو مولیا، مدیر پژوهشی INRAE، می‌گوید یافته‌ها نشان می‌دهد در بخش‌های چوبی درخت یک «حلقه حسی‌حرکتی» وجود دارد؛ یعنی گیاه ابتدا وضعیت خود را تشخیص می‌دهد و سپس واکنشی مکانیکی برای اصلاح آن ایجاد می‌کند.

اگر تولید چوب کششی در دو سمت تنه به‌درستی هماهنگ نشود، تنش زیادی درون چوب ایجاد می‌شود. این تنش می‌تواند روی کیفیت چوب اثر بگذارد و حتی در صنایع وابسته به چوب مشکل ایجاد کند. به همین دلیل، شناخت بهتر این فرایند فقط از نظر زیست‌شناسی جالب نیست و می‌تواند کاربرد عملی هم داشته باشد.

پژوهشگران امیدوارند درک دقیق‌تر سازوکار صاف‌شدن درختان، در آینده به پرورش درختانی کمک کند که تنه صاف‌تری دارند و تنش کمتری در بافت چوبی آن‌ها جمع می‌شود.

یافته‌های جدید به مفهومی نزدیک می‌شوند که در جانوران حس عمقی نام دارد؛ همان احساسی که باعث می‌شود حتی با چشمان بسته بدانیم دست یا پایمان در چه موقعیتی قرار دارد. مغز دائماً اطلاعات مربوط به وضعیت بخش‌های مختلف بدن را دریافت و حرکت‌ها را براساس آن تنظیم می‌کند.

دو طرف ساقه می‌توانند به‌صورت هماهنگ و شبیه عضلات مخالف در جانوران عمل کنند تا شکل درخت تنظیم شود

درختان مغز و دستگاه عصبی ندارند، اما پژوهش تازه نشان می‌دهد می‌توانند با سازوکاری متفاوت، اطلاعات مربوط به وضعیت تنه را دریافت کنند و رشد خود را براساس آن تغییر دهند. به همین دلیل، پژوهشگران تأکید می‌کنند نباید گیاهان را موجوداتی کاملاً منفعل در نظر گرفت. آن‌ها برای حفظ شکل، جهت رشد و سازگاری با محیط از فرایندهای بسیار پیچیده‌ای استفاده می‌کنند.

دانشمندان مدت‌هاست می‌دانند گیاهان برای پیدا کردن نور، مقابله با شوری، کمبود مواد مغذی و عوامل بیماری‌زا روش‌های مختلفی دارند. کنترل شکل بدن هم می‌تواند یکی از همین فرایندهای فعال باشد که برای گیاه هزینه‌بر است و صرفاً نتیجه عادی رشد نیست. درواقع، درخت باید مرتب نیروهای درون ساقه را تنظیم کند تا بتواند در برابر خمیدگی، باد، وزن شاخه‌ها و تغییرات محیطی شکل مناسب خود را حفظ کند.

پژوهشگران می‌گویند چنین یافته‌هایی می‌تواند به شناخت بهتر پیچیدگی رفتار گیاهان کمک کند و تصور رایج از آن‌ها به‌عنوان موجوداتی ساده و بی‌تحرک را تغییر دهد.