علوم جنگل

وبلاگ علوم جنگل ،گياهان دارويي صنعتي و منابع طبیعی ایران و جهان

سرخی و زردی برگهای درختان در فصل پاییز علاوه بر زیبایی شگفت انگیزی که دارند نشانه ای از تکامل گیاهان هستند که از چند میلیون سال قبل آغاز شده است



مهر: یک ماه تا فرا رسیدن فصل پاییز باقی است. از گذشته های دور رنگهای زرد و سرخ برگهای درختان در سومین فصل سال مورد توجه هنرمندان بوده است. جالب است که رنگهای درختان براساس نوع منطقه ای که در آن قرار گرفته اند با یکدیگر متفاوت هستند.

 به طوری که لباس پاییزی درختان در آمریکا و آسیای شرقی به رنگ سرخ و اروپای مرکزی و جنوبی به رنگ زرد است.

در حقیقت درختان براساس قاره و عرض جغرافیایی که در آن قرار گرفته اند رفتار ویژه ای را در پوشیدن لباس پاییزی بروز می دهند.

منشاء تفاوت رنگ برگ درختان در پاییز

"یارمو هولوپانین" از دانشگاه کوپیو در فنلاند تئوری جدیدی را در مجله علمی "نیو فیتولوژیست" منتشر کرده است که نشان می دهد تغییرات آب و هوایی و مهاجرتهای بزرگی که میلیونها سال قبل زمین را دگرگون کرده اند علت اصلی رنگهای متفاوت برگهای درختان در مناطق مختلف دنیا است.

زرد

 

رنگدانه های زرد در برگها حضور دارند و زمانی که رنگ سبز کلروفیل کاهش می یابد در برگ درخت قدرت می گیرند. برای رنگ سرخ شرایط کمی پیچیده تر است.

به طوری که رنگدانه های قرمز رنگ آنتوسیانین در برگها وجود ندارند اما با فرارسیدن پاییز تولید می شوند. این رقابت به تازگی کشف شده است و بعضی تحقیقات نشان می دهند که چرا درختان برای ایجاد رنگدانه های سرخ در برگها از منابع مختلفی بهره می گیرند. 

سرخ

توضیحات متفاوتی برای قرمز شدن برگهای درختان ارائه شده است. از پخش دوباره آمینو اسیدها به بخشهای دیگر درخت تا استراتژی دفاعی گیاه در مبارزه با حشرات از جمله این توضیحات هستند.

در حقیقت شته ها که مولکولهای آلی را می مکند جذب رنگ زرد درختان می شوند درحالی که به شدت از رنگ قرمز واهمه دارند. بنابراین رنگ سرخ برگهای بعضی از درختان ثمره یک مبارزه طولانی تکامل میان گیاهان و حشرات است. 

تئوری

پروفسور یارمو هولوپانین در این خصوص توضیح داده است که تفاوتهای رنگهای برگ درختان در پاییز از 35 میلیون سال قبل آغاز شده است. در آن زمان مناطق وسیعی از زمین پوشیده از جنگهای همیشه سبز یا درختان حاره ای بودند.

 در هزاره های یخبندان و دوره های خشک بسیاری از درختان دستخوش تکامل شده و به درختان برگ ریز تبدیل شدند.

در ادامه، درختان فرایند تولید رنگدانه های سرخ را برای مبارزه با حشرات توسعه دادند. در آمریکای شمالی و آسیای شرقی، سلسله جبالی که در جهت شمال به جنوب امتداد می یافتند این امکان را فراهم می کردند که گیاهان و حیوانات از عرضهای جغرافیایی پایین تر به عرضهای جغرافیایی بالاتر مهاجرت کنند و به این ترتیب توانستند از مناطق پوشیده از یخ عصرهای یخبندان خارج شوند.

 همراه با این گیاهان حشرات دشمن نیز مهاجرت خود را آغاز کردند. به این ترتیب جنگ برای بقا بدون وقفه ادامه یافت.

این درحالی است که در قاره اروپا، کوهها به خصوص سلسله جبال آلپ در جهت شرق به غرب امتداد یافته اند و همین مسئله مانعی بر سر راه مهاجرت بود.

به طوری که بسیاری از گونه های درختان در دوره های مختلف سرد عصر یخبندان امکان ادامه بقا را از دست دادند و به این ترتیب حشراتی که به این گیاهان وابسته بودند نیز مردند.

 اما گیاهانی که موفق شدند از این نبرد پیروز بیرون بیایند مزیتهایی پیدا کردند. این مبارزه با انقراض بسیاری از حشرات پایان یافت و بنابراین دیگر نیازی به تولید رنگدانه های سرخ نبود. 

استثناء

به گفته دانشمندان، یکی از شواهد حمایت از این تئوری در بوته های کوچک و درخچه هایی است که در اسکاندیناوی رشد می کنند.

برگهای این بوته ها در پاییز به رنگ سرخ در می آیند. در حقیقت در تفاوت با درختان، این گیاهان کوچک در عصر یخبندان زیر لایه ای از برف که از آنها در برابر دماهای سردتر محافظت می کرد به حیات خود ادامه می دادند.

به علاوه، این پوشش سفید از آنها در برابر حشرات دشمن نیز محافظت می کرد و به این ترتیب در پایان عصر یخبندان، مبارزه این گیاهان با حشرات ادامه یافت. نتیجه این مبارزه در لباس پاییزی سرخ رنگ این بوته ها جلوه می یابد.

نوشته شده در دوشنبه ۱۳۸۸/٧/٢٠ساعت ۳:٤٠ ‎ب.ظ توسط ميثم ميار نظرات () |

به دست آوردن برق از درختان

 کاهش منابع انرژی از جمله عواملی است که سبب می‌شود بسیاری از دانشمندان به فکر تولید فرآورده‌های مورد نیاز زندگی از راه‌های دیگر بیفتند. این بار اما اتفاق جالبی افتاده است که در نوع خودش نادر و کم‌نظیر به شمار می‌آید. دکتر بابک پرویز، استادیار ایرانی مهندسی برق دانشگاه واشنگتن موفق شد برای نخستین بار به کمک پژوهشگران این دانشگاه، از درختان، جریان الکتریکی هر چند اندک ولی قابل اندازه‌گیری و به میزان کافی برای راه‌اندازی یک مدار الکتریکی بگیرد. بر اساس تحقیق جدیدی که در نشریه موسسه مهندسان برق و الکترونیک (

The IEEE Transactions on Nanotechnology) به چاپ رسیده، می‌توان از درختان انرژی الکتریکی گرفت که هر چند میزان آن اندک است، اما تولید آن در مقادیر زیاد و قابل توجه امکان‌پذیر است. به گزارش ایسنا، پرویز درباره این دستاورد جدید می‌گوید:‌ «تا جایی که ما می‌دانیم این اولین پژوهشی است که طی آن محققان موفق شده‌اند با چسباندن الکترودها به داخل یک درخت به طور کامل از آن برق به دست بیاورند».

محققان دانشگاه

MIT در پژوهشی که سال گذشته انجام شد، دریافتند زمانی که یک الکترود در درون گیاه قرار گیرد و الکترود دیگر در خاک اطراف آن جاسازی شود، انرژی با ولتاژ بالای 200 میلی ولت از گیاهان قابل دستیابی است. این محققان از آن زمان شرکتی را راه‌اندازی کردند، که حسگرهای جنگلی در تعداد انبوه برای استخراج این منبع انرژی الکتریکی جدید تولید کند.

پرویز و تیم تحقیقاتی وی در دانشگاه واشنگتن هم در جست‌وجوی یک تحقیق آکادمیک در حوزه استفاده از برق درختان به وسیله ساخت مدارهایی برای بیرون کشیدن این انرژی بودند. آن‌ها برای نخستین بار موفق شدند یک مدار الکتریکی را فقط با استفاده از برق درخت به کار بیاندازند. این محققان وسیله‌ای موسوم به «مبدل تقویتی» ابداع کرده‌اند که می‌تواند با همین اندک برق موجود در درخت به کار بیافتد.

این وسیله ولتاژ پایین را دریافت کرده و آن را برای تولید برق و خروجی بیشتر ذخیره می‌کند. برای مثال این دستگاه اگر حداقل 20 میلی‌ولت ورودی برق داشته باشد، خروجی آن 1/1 ولت خواهد بود که می‌تواند حسگرهای با مصرف پایین را به کار بیاندازد. پرویز تصریح کرد که هر چند ابزار الکتریکی معمولی با این نوع ولتاژ و جریان برق ضعیف حاصل از درختان که ما به آن دست یافته‌ایم، قابل کار کردن نیستند، اما این میزان برق برای ابزار در مقیاس‌های نانو قابل بهره‌برداری و سودمند است. وی خاطر نشان کرد: «با به بازار آمدن نسل‌های جدید فن‌آوری‌ها، تصور می‌کنم بازگشت به گذشته ضرورت دارد تا دریابیم در زمینه‌ تولید منابع انرژی چه سیستم‌های کارآمد و چه تکنیک‌هایی ناکارآمد بوده‌اند. پدیده تهیه برق از درخت کاملا متفاوت از آزمایشات معمولی است که با سیب‌زمینی یا لیمو انجام شده است».

وی یادآور شد که هنوز دقیق معلوم نیست که این ولتاژها از کجا می‌آیند، اما به نظر می‌رسد، برخی از سیگنال‌دهی‌ها در درختان شبیه به فرایند‌هاییند که در بدن انسان اتفاق می‌افتد، اما سرعت آن پایین‌تر است. پرویز که برق درختان را جایگزین انرژی خورشیدی برای بسیاری از کاربردها نمی‌داند، ادامه داد: «من مشتاقم که نتایج این تحقیق را برای بررسی نحوه عملکرد درخت‌ها در این زمینه آزمایش کنم».

نوشته شده در دوشنبه ۱۳۸۸/٧/٢٠ساعت ۳:٢٢ ‎ب.ظ توسط ميثم ميار نظرات () |