Importance of Microbial Communities : वनस्पती किंवा सजीवांच्या अवयवांची वाढ आणि एकूणच नियमनामध्ये सूक्ष्मजीवांच्या समुदायाचे महत्त्व मोठे आहे. सूक्ष्मजीवांच्या समुदायामध्ये (मायक्रोबायोम्स) जिवाणू, बुरशी आणि अन्य काही घटक असतात. हे सारे घटक सजीवांच्या पचनसंस्थेमध्ये असतात किंवा वनस्पतींच्या मुळांभोवतीच्या मातीमध्ये असतात.

त्यातील लोहाची उपलब्धता हा अत्यंत महत्त्वाचा घटक असल्याचे ज्ञात आहे. मात्र लोहाची उपलब्धता वाढवण्यासाठी वनस्पती मूळ मायक्रोबायोमच्या स्वरूपामध्ये बदल करावा लागतो. वनस्पतीच्या या रणनितीमुळे अनवधानाने मातीमध्ये राहणाऱ्या हानिकारक जिवाणूंना फायदा होऊ शकतो.

हा धोका कमी करण्यासाठी वनस्पती नेमके काय करतात, या विषयावर साल्क संशोधकांनी संशोधन केले. त्यांच्या संशोधनामध्ये हानिकारक जिवाणूंना अजिबात मदत होणार नाही, अशा प्रकारे लोहाच्या कमतरतेचे व्यवस्थापन कशा प्रकारे केले जाते याचा अभ्यास करण्यात आला.

त्याविषयी माहिती देताना साल्क च्या हार्नेसिंग प्लांट्स इनिशिएटिव्हचे कार्यकारी संचालक आणि प्रो. वोल्फगँग बुश यांनी सांगितले, की वनस्पतींचे लोह पोषण आणि जिवाणू यांच्यात दीर्घकाळ प्रस्थापित संबंध आहेत. त्याचे अधिक सूक्ष्मतेसह विश्‍लेषण केल्यानंतर आम्हाला एक आश्चर्यकारक नवीन संदेश वाहक (सिग्नलिंग) मार्ग सापडला. याचा वापर करून वनस्पती धोकादायक जिवाणूंविरूद्ध संरक्षण धोरण म्हणून लोहाचे शोषण बंद करतात. थोडक्यात, यामुळे वनस्पतीची रोगप्रतिकारक प्रतिक्रिया देखील बदलते.

लोह हे वनस्पती आणि सजीव दोघांसाठीही अत्यंत महत्त्वाचे अन्नद्रव्य आहे. त्यातही जैविकदृष्ट्या उपलब्ध लोहाचे प्रमाण निसर्गामध्ये फारच कमी आहे. त्यामुळे त्याच कमतरता भासून वनस्पतींची वाढ खुंटणे ही तुलनेने सर्वसामान्य बाब आहे. पण जिथे उत्पादकतेचा संबंध येतो, तिथे पिकाची वाढ खुंटणे योग्य ठरत नाही. अर्थात, या लोह कमतरतेच्या स्थितीवर मात करण्यासाठी आणि मातीमध्ये कमी लोह असतानाही त्याचे व्यवस्थित शोषण करण्यासाठी वनस्पतींनीही स्वतःची अशी काही तंत्रे विकसित केली आहेत.

वनस्पतींचे धोरण :

दुर्दैवाने, लोह कमतरतेवर मात करण्यासाठी वनस्पतींनी विकसित केलेली काही तंत्रे मुळांभोवती असलेल्या संपूर्ण सूक्ष्मजीव समुदाय (मायक्रोबाईम) बदलू शकतात. मात्र त्याचा फायदा केवळ वनस्पतींनाच होतो असे नव्हे तर जवळपास राहणाऱ्या हानिकारक जिवाणूंनाही होतो. त्यांच्यासाठीही लोहाची उपलब्धता वाढू शकते. वनस्पतींचे आरोग्य, लोहाचा पातळी आणि जिवाणूंचा धोका यांच्यातील गुंतागुंतीचा संबंध उलगडण्यासाठी संशोधकांनी अर्बिडॉप्सिस थॅलियाना या प्रारूप वनस्पतीवर प्रयोग केले.

त्यांनी कमी-लोह आणि अधिक लोह उपलब्ध असलेल्या वेगवेगळ्या माध्यमामध्ये या वनस्पतीची वाढ केली. त्यात जिवाणूंच्या उपस्थितीची नक्कल करण्यासाठी जिवाणूंच्या हालचालीसाठी वापरल्या जाणाऱ्या शेपट्या (त्याला इंग्रजीमध्ये ल फ्लॅगेला म्हणतात.) सोडण्यात आल्या.

प्रो. बुश यांच्या प्रयोगशाळेतील पोस्टडॉक्टरल संशोधक मिन काओ यांनी सांगितले, की लोहासाठी वनस्पती आणि जिवाणू यांच्यात काही प्रकारची स्पर्धा असेल, असे आमचे गृहितक होते. मात्र आमच्या अभ्यासात ज्यावेळी झाडांना हानिकारक जिवाणूंचा धोका वाटतो, त्यावेळी झाडे लोह मिळवण्यासाठी प्रयत्न करणे थांबविण्याचा निर्णय घेतात. त्यासाठी काही प्रमाणात वाढ खुंटली तरी चालेल, असा बाणा ठेवतात.

जेव्हा कमी-लोह असलेल्या वातावरणात वनस्पतीची मुळे फ्लॅगेलाच्या संपर्कात आली तेव्हा वनस्पतींनी अनपेक्षित प्रतिसाद दिला. वनस्पतींच्या मुळांनी लोह-कमतरतेचा सिग्नल पाठवताना त्यातील IMA1 मूलद्रव्य काढून टाकले. त्यामुळे लोहासाठी जिवाणूंशी होणारी अपेक्षित स्पर्धा टाळली.

दुसऱ्या लोहाचे प्रमाण उच्च असलेल्या वातावरणात वनस्पतीची मुळे फ्लॅगेलाच्या संपर्कात आले तरिही मुळांकडून संदेश पाठवताना त्यातील IMA1 मूलद्रव्य काढून टाकले गेले नाही. म्हणजेच लोहाचे प्रमाण भरपूर असताना जिवाणूंशी स्पर्धा होणार नव्हती.

कमी लोह आणि फ्लॅगेलाच्या प्रतिसादात IMA1 नष्ट करणाऱ्या वनस्पतींमध्ये, संशोधकांना आणखी एक आश्चर्यकारक बाब लक्षात आली ती म्हणजेच या वनस्पतींच्या पानांमध्ये IMA1चे प्रमाण जास्त होते. म्हणजेच जिवाणूंच्या हल्ल्याला प्रतिरोध करण्यासाठी वनस्पतींची पाने तयार होती. या निरीक्षणामुळे लोहाची उपलब्धता आणि लोहाच्या कमतरतेचे सिग्नलिंग वनस्पती रोगप्रतिकारक प्रतिक्रिया वाढविण्यात मदत करतात, असाही निष्कर्ष काढता येतो.

या संशोधनाचे फायदे :

IMA1 हे वनस्पती रोग प्रतिकारशक्ती सुधारण्यासाठी एक उपयुक्त बाब ठरू शकते. वाढत्या हवामान बदलाच्या स्थितीमध्ये रोगांचे प्रमाण वाढण्याची शक्यता लक्षात घेता हे संशोधन अत्यंत महत्त्वाचे ठरणार आहे, असा विश्वास प्रो. बुश यांना वाटतो.

मातीतील कार्बनचे भवितव्य सूक्ष्मजीव ठरवतात, त्यामुळे वनस्पती त्यांच्या मातीच्या सूक्ष्म पर्यावरणावर कशी प्रतिक्रिया देतात आणि त्यावर कसा परिणाम करतात हे समजणे आपल्याला वनस्पती कार्बन साठवण्यासाठी अनुकूल करण्याबाबत अधिक उपयुक्त ठरू शकते.

लोहाच्या कमतरतेसारख्या पर्यावरणीय कमतरतांच्या पार्श्वभूमीवर वनस्पती सिग्नलिंग आणि रोगप्रतिकारक प्रतिसादांच्या नियमनाविषयी अधिक माहिती उपलब्ध होणे हे पिकांच्या उत्पादकता, रोग प्रतिकारकता वाढीसाठी महत्त्वाचे ठरणार नाही.

भविष्यात IMA1 ला लक्ष्य केल्याने वनस्पती रोग प्रतिकारशक्ती बदलू शकतात का? आणि वनस्पतींच्या मुळांमधील वैयक्तिक पेशी IMA1 सिग्नलिंग मार्ग कसा बंद करतात? या दोन प्रश्नांवर अधिक संशोधन करण्यात येणार आहे.

वनस्पतींच्या मुळांबद्दल केले जाणारे संशोधन वेगळ्या अर्थाने मानवी आतड्यांतील इतर शोषक पेशींच्या प्रतिक्रियासंदर्भात अधिक माहिती देऊ शकेल.