சியாவோக்ஸி மெங் மற்றும் ஷிகாய் லியாங் சில ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இந்த யோசனையை முதன்முதலில் முன்மொழிந்தபோது, ஜேம்ஸ் ஷ்னபிள் சந்தேகம் அடைந்தார். குறைந்தபட்சம் சொல்ல.
"" சரி, நீங்கள் முயற்சி செய்யலாம், ஆனால் அது வேலை செய்யப்போகிறது என்று நான் நினைக்கவில்லை, "" வேளாண் மற்றும் தோட்டக்கலை இணை பேராசிரியர் மெங் மற்றும் லியாங்கிற்கு நினைவு கூர்ந்தார், பின்னர் நெப்ராஸ்கா-லிங்கன் பல்கலைக்கழகத்தில் ஷ்னபிள் ஆய்வகத்தில் முதுகலை ஆய்வாளர்கள்.
அவர் தவறு செய்தார், பின்னோக்கி, ஒருபோதும் மகிழ்ச்சியாக இருக்கவில்லை. அந்த நேரத்தில், ஷ்னபிள் ஒரு புருவத்தை உயர்த்துவதற்கு நியாயமான காரணம் இருந்தது. இருவரின் யோசனை - கடினமான உறைபனிக்கு சரணடையக்கூடிய குளிர்-உணர்திறன் பயிர்களின் டி.என்.ஏ காட்சிகள், உறைபனி நிலைமைகளை காட்டு, கடினமான தாவரங்கள் எவ்வாறு பொறுத்துக்கொள்கின்றன என்பதைக் கணிக்க உதவும் - துணிச்சலானதாகத் தோன்றியது. குறைந்தபட்சம் சொல்ல. இருப்பினும், இது குறைந்த ஆபத்து, அதிக வெகுமதி அளிக்கும் கருத்தாகும். ஏனென்றால், மெங் மற்றும் லியாங் அதைச் செயல்படுத்த முடியுமானால், குளிர்-உணர்திறன் வாய்ந்த பயிர்களைச் செய்வதற்கு விரைவான முயற்சிகளைச் செய்யலாம் அல்லது அவற்றின் குளிர்-எதிர்ப்பு சகாக்களைப் போலவே அதிகம்.
உலகின் மிக முக்கியமான பயிர்கள் சில வெப்பமண்டல பகுதிகளில் வளர்க்கப்பட்டன - தெற்கு மெக்ஸிகோவில் சோளம், கிழக்கு ஆபிரிக்காவில் சோளம் - அவை குளிர் அல்லது உறைபனிக்கு எதிரான பாதுகாப்புகளை உருவாக்க எந்தவொரு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அழுத்தத்தையும் கொடுக்கவில்லை. அந்த பயிர்கள் கடுமையான காலநிலையில் வளர்க்கப்படும்போது, குளிர்ச்சியின் உணர்திறன் அவை எவ்வளவு விரைவாக நடப்படலாம், எவ்வளவு தாமதமாக அறுவடை செய்ய முடியும் என்பதைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. குறுகிய வளரும் பருவங்கள் ஒளிச்சேர்க்கைக்கு குறைந்த நேரத்திற்கு சமம், இதன் விளைவாக சிறிய மகசூல் மற்றும் 10 க்குள் 2050 பில்லியன் மக்களை அணுகும் என்று எதிர்பார்க்கப்படும் உலகளாவிய மக்களுக்கு குறைந்த உணவு கிடைக்கும்.
குளிர்ந்த காலநிலை
ஏற்கனவே குளிர்ந்த காலநிலையில் வளரும் தாவர இனங்கள், இதற்கிடையில், குளிரைத் தாங்க தந்திரங்களை உருவாக்கியது. குறைந்த வெப்பநிலையில் பணப்புழக்கத்தைத் தக்கவைக்க அவை தங்கள் செல்லுலார் சவ்வுகளை மறுசீரமைக்க முடியும், சவ்வுகள் உறைதல் மற்றும் முறிவு ஏற்படுவதைத் தடுக்கும். அந்த சவ்வுகளில் மற்றும் அதைச் சுற்றியுள்ள திரவங்களுக்கு அவை சர்க்கரைகளின் கோடுகளைச் சேர்க்கலாம், உப்பு ஒரு நடைபாதையில் செய்யும் அதே வழியில் அவற்றின் உறைநிலையை குறைக்கிறது. அந்த படிகங்கள் உயிரணுக்களை உடைக்கும் வெகுஜனங்களாக வளர்வதற்கு முன்பு அவை சிறிய பனி படிகங்களை மென்மையாக்கும் புரதங்களை கூட உருவாக்க முடியும்.
அந்த பாதுகாப்புகள் அனைத்தும் மரபணு மட்டத்திலிருந்தே உருவாகின்றன, ஆனால் டி.என்.ஏவின் வரிசைகளில் மட்டுமல்ல. தாவரங்கள் உறைந்து போகத் தொடங்கும் போது, அவை சில மரபணுக்களை முடக்குவதன் மூலமோ அல்லது இயக்குவதன் மூலமோ பதிலளிக்கலாம் - அவற்றின் மரபணு அறிவுறுத்தல் கையேடுகளை படியெடுத்தல் மற்றும் செயல்படுத்துவதைத் தடுப்பது அல்லது அனுமதிப்பது. குளிர்ச்சியைத் தாங்கும் தாவரங்கள் எந்த மரபணுக்களை முடக்குகின்றன மற்றும் உறைபனி வெப்பநிலையை எதிர்கொள்கின்றன என்பதை அறிந்துகொள்வது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் கோட்டைகளின் அஸ்திவாரங்களை புரிந்து கொள்ளவும், இறுதியில், பொறியாளர்களைப் போன்ற பாதுகாப்புகளை குளிர்-உணர்திறன் பயிர்களாக மாற்றவும் உதவும்.
ஆனால் மெங் மற்றும் லியாங் செய்ததைப் போலவே, ஒரு ஒத்த மரபணு கூட தாவர இனங்கள் முழுவதும் குளிர்ச்சியுடன் வித்தியாசமாக பதிலளிக்கிறது, நெருங்கிய தொடர்புடையவை கூட. இதன் பொருள், வெறுப்பாக, ஒரு இனத்தில் ஒரு மரபணு குளிர்ச்சியை எவ்வாறு பிரதிபலிக்கிறது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது தாவர விஞ்ஞானிகளுக்கு மற்றொரு மரபணுவின் நடத்தை பற்றி உறுதியாக எதுவும் கூறவில்லை. அந்த கணிக்க முடியாத தன்மை, மரபணுக்களை செயலிழக்கச் செய்யும் அல்லது செயல்படுத்தக்கூடியவற்றைக் குறிக்கும் விதிகளைக் கற்றுக்கொள்வதற்கான முயற்சிகளுக்குத் தடையாக உள்ளது.
"மரபணுக்கள் ஏன் அணைக்கப்படுகின்றன மற்றும் இயங்குகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதில் நாங்கள் இன்னும் மோசமாக இருக்கிறோம்," என்று ஷ்னபிள் கூறினார்.
சோள தாவரங்கள்
ஒரு விதிமுறை புத்தகம் இல்லாததால், ஆராய்ச்சியாளர்கள் இயந்திர கற்றலுக்கு திரும்பினர், இது செயற்கை நுண்ணறிவின் ஒரு வடிவமாகும், இது அடிப்படையில் சொந்தமாக எழுத முடியும். அவர்கள் குறிப்பாக மேற்பார்வையிடப்பட்ட வகைப்பாடு மாதிரியை உருவாக்கினர் - பூனைகள் மற்றும் பூனைகள் அல்ல என்று போதுமான பெயரிடப்பட்ட படங்களை வழங்கும்போது, இறுதியில் முந்தையவற்றிலிருந்து வேறுபடுவதைக் கற்றுக்கொள்ள முடியும். குழு ஆரம்பத்தில் தனது சொந்த மாதிரியை சோளத்திலிருந்து வரிசைப்படுத்தப்பட்ட மரபணுக்களின் ஒரு பெரிய குவியலுடன் வழங்கியது, மேலும் ஆலை உறைபனி வெப்பநிலைக்கு உட்படுத்தப்பட்டபோது அந்த மரபணுக்களின் சராசரி செயல்பாட்டு அளவுகளுடன். ஒவ்வொரு சோள மரபணுவிற்கும் இந்த மாதிரியானது "நாம் சிந்திக்கக்கூடிய ஒவ்வொரு அம்சத்திற்கும்" உணவளித்தது, அதன் நீளம், அதன் நிலைத்தன்மை மற்றும் அதற்கும் பிற சோள ஆலைகளில் காணப்படும் பிற பதிப்புகளுக்கும் இடையிலான வேறுபாடுகள் உட்பட ஷ்னபிள் கூறினார்.
பின்னர், அந்த மரபணுக்களின் துணைக்குழுவில் ஒரு தகவலை மட்டும் மறைத்து ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் மாதிரியை சோதித்தனர்: உறைபனி வெப்பநிலை தொடங்கியதற்கு அவர்கள் பதிலளித்தார்களா, இல்லையா என்று. மரபணுக்களின் அம்சங்களை பகுப்பாய்வு செய்வதன் மூலம் அது பதிலளிக்கக்கூடியது அல்லது பதிலளிக்காதது, அந்த அம்சங்களின் சேர்க்கைகள் ஒவ்வொன்றிற்கும் பொருத்தமானவை என்பதைக் கண்டறிந்த மாதிரி - பின்னர் மீதமுள்ள, மர்ம-பெட்டி மரபணுக்களில் பெரும்பாலானவற்றை அவற்றின் சரியான வகைகளாக வெற்றிகரமாக வரிசைப்படுத்தியது.
இது ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தொடக்கமாகும் என்பதில் சந்தேகமில்லை. ஆனால் உண்மையான சோதனை இருந்தது: மாதிரி ஒரு இனத்தில் பெற்ற பயிற்சியை எடுத்து மற்றொரு இனத்திற்குப் பயன்படுத்த முடியுமா?
பதில் ஒரு உறுதியான ஆம். சோளம், சோளம், முத்து தினை, புரோசோ தினை, ஃபோக்ஸ்டைல் தினை அல்லது சுவிட்ச் கிராஸ் ஆகிய ஆறு இனங்களில் ஒன்றிலிருந்து டி.என்.ஏ தரவுடன் பயிற்சியளிக்கப்பட்ட பின்னர், மற்ற ஐந்து வகைகளில் எந்த மரபணுக்கள் உறைபனிக்கு பதிலளிக்கும் என்பதை இந்த மாதிரி பொதுவாக கணிக்க முடிந்தது. ஷ்னபிள் ஆச்சரியப்படுவதற்கு, சோளம், சோளம், முத்து அல்லது ப்ரோசோ தினை - ஒரு குளிர்-உணர்திறன் இனங்கள் மீது பயிற்சியளிக்கப்பட்டபோதும் இந்த மாதிரி இருந்தது, ஆனால் குளிர்-சகிப்புத்தன்மை கொண்ட ஃபாக்ஸ்டைல் தினை அல்லது சுவிட்ச் கிராஸில் மரபணு பதில்களைக் கணிக்கும் பணியில் ஈடுபட்டது.
மாடல்
"நாங்கள் பயிற்சியளித்த மாதிரிகள் ஒரு இனத்தில் நீங்கள் உண்மையில் தரவைக் கொண்டிருப்பது போலவும், அதே இனத்தில் கணிப்புகளைச் செய்ய உள் தரவுகளைப் பயன்படுத்துவதைப் போலவும் இனங்கள் முழுவதும் வேலை செய்தன," என்று அவர் கூறினார், மாதங்களுக்குப் பிறகு அவரது குரலில் அதிசயத்தின் ஒரு குறிப்பு நீடித்தது. "நான் அதை கணித்திருக்க மாட்டேன்."
"இந்த தகவல்களை நாங்கள் ஒரு கணினியில் ஊட்ட முடியும், மற்றும் வேலை செய்யும் கணிப்புகளைச் செய்வதற்கு குறைந்தபட்சம் சில விதிகளையாவது கண்டுபிடிக்க முடியும் என்ற எண்ணம் எனக்கு இன்னும் ஆச்சரியமாக இருக்கிறது."
மாற்றீட்டைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது அந்த கணிப்புகள் குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும். ஏறக்குறைய ஒரு தசாப்த காலமாக, தாவர உயிரியலாளர்கள் உண்மையில் ஆர்.என்.ஏ மூலக்கூறுகளின் எண்ணிக்கையை அளவிட முடிந்தது - டி.என்.ஏ வழிமுறைகளை படியெடுத்தல் மற்றும் கொண்டு செல்வதற்கு பொறுப்பானவர்கள் - ஒரு உயிரினத்தில் ஒவ்வொரு மரபணுவிலும் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. ஆனால் அந்த மரபணு வெளிப்பாடு வாழ்க்கை மாதிரிகள் மற்றும் பல உயிரினங்களில் குளிர்ச்சியை எவ்வாறு பிரதிபலிக்கிறது என்பதை ஒப்பிடுவது ஒரு கடினமான முயற்சியாகும், ஷ்னபிள் கூறினார். காட்டு தாவரங்களுடன் இது குறிப்பாக உண்மை, அதன் விதைகளை வாங்குவது கூட கடினமாக இருக்கும். அந்த விதைகள் எதிர்பார்த்தால் முளைக்காது, எப்படியிருந்தாலும், வளர பல ஆண்டுகள் ஆகலாம். அவை செய்தாலும், விளைந்த ஒவ்வொரு தாவரமும் ஒரே மாதிரியான, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழலில் பயிரிடப்பட்டு அதே வளர்ச்சி நிலையில் படிக்கப்பட வேண்டும்.
மேலும் இனங்கள்
இவை அனைத்தும் போதுமான காட்டு மாதிரிகள், போதுமான காட்டு இனங்களிலிருந்து, அவற்றின் மரபணுக்களின் பதில்களை குளிர்ச்சியைப் பிரதிபலிப்பதற்கும் புள்ளிவிவர ரீதியாக மதிப்பீடு செய்வதற்கும் ஒரு பெரிய சவாலாக உள்ளன.
"மரபணுக்கள் எவை முக்கியம் என்பதை நாம் உண்மையிலேயே பெற விரும்பினால் - அது உண்மையில் தாவரத்தை குளிர்ச்சியுடன் எவ்வாறு மாற்றியமைக்கிறது என்பதில் ஒரு பங்கைக் கொண்டுள்ளது - நாங்கள் இரண்டு இனங்களுக்கு மேல் பார்க்க வேண்டும்," என்று ஷ்னபிள் கூறினார். "குளிர்ச்சியை சகித்துக்கொள்ளக்கூடிய ஒரு குழுவினரையும், உணர்திறன் கொண்ட ஒரு குழுவையும் நாங்கள் பார்க்க விரும்புகிறோம், மேலும் வடிவங்களைப் பாருங்கள்:" இதே மரபணு எப்போதும் ஒன்றில் பதிலளிக்கிறது, எப்போதும் மற்றொன்றில் பதிலளிக்காது. "
"இது மிகவும் பெரிய மற்றும் விலையுயர்ந்த பரிசோதனையாக மாறத் தொடங்குகிறது. 20 இனங்களை எடுத்து, அனைத்தையும் ஒரே கட்டத்தில் பெற முயற்சிப்பதற்கு பதிலாக, அந்த உயிரினங்களின் டி.என்.ஏ காட்சிகளிலிருந்து கணிப்புகளைச் செய்ய முடிந்தால் அது மிகவும் நன்றாக இருக்கும், அனைத்தையும் ஒரே மாதிரியான மன அழுத்த சிகிச்சைகள் மூலம் வைக்கவும், ஒவ்வொரு உயிரினத்திலும் ஒவ்வொரு மரபணுவிற்கும் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆர்.என்.ஏ அளவை அளவிடவும். ”
அதிர்ஷ்டவசமாக இந்த மாதிரிக்கு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஏற்கனவே 300 க்கும் மேற்பட்ட தாவர இனங்களின் மரபணுக்களை வரிசைப்படுத்தியுள்ளனர். தொடர்ச்சியான சர்வதேச முயற்சி அடுத்த சில ஆண்டுகளில் அந்த எண்ணிக்கையை 10,000 ஆக உயர்த்தக்கூடும்.
இந்த மாடல் ஏற்கனவே தனது மிதமான எதிர்பார்ப்புகளை மீறிவிட்டாலும், அடுத்த கட்டத்தில் "நம்மையும் மற்றவர்களையும் சமாதானப்படுத்துவது" சம்பந்தப்பட்டதாக இருக்கும் என்று ஸ்னபிள் கூறினார். இன்றுவரை ஒவ்வொரு சோதனை வழக்கிலும், ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்களுக்கு ஏற்கனவே தெரிந்தவற்றைச் சொல்லும்படி மாதிரியைக் கேட்டுள்ளனர். மனிதர்களும் இயந்திரமும் புதிதாகத் தொடங்கும் போது இறுதி சோதனை வரும் என்று அவர் கூறினார்.
"நாங்கள் செய்ய வேண்டிய அடுத்த பெரிய சோதனை என்னவென்றால், எங்களிடம் எந்தத் தரவும் இல்லாத ஒரு இனத்தின் மீது கணிப்புகளைச் செய்ய வேண்டும்," என்று அவர் கூறினார். "எங்களுக்கு கூட பதில்கள் தெரியாத சந்தர்ப்பங்களில் இது உண்மையிலேயே செயல்படுகிறது என்பதை மக்களை நம்ப வைக்க."
இந்த குழு அதன் கண்டுபிடிப்புகளை தேசிய அறிவியல் அகாடமியின் புரோசிடிங்ஸ் இதழில் தெரிவித்துள்ளது. மெங், லியாங் மற்றும் ஷ்னபிள் ஆகியோர் நெப்ராஸ்காவின் ரெபேக்கா ரோஸ்டன், யாங் ஜாங், சமிரா மஹபூப் மற்றும் இளங்கலை மாணவர் டேனியல் நு ஆகியோருடன் சேர்ந்து சாண்டோங் வேளாண் பல்கலைக்கழகத்தின் வருகை அறிஞரான சியுரு டேயுடன் இணைந்து இந்த ஆய்வை எழுதியுள்ளனர்.
மேலும் தகவலுக்கு:
நெப்ராஸ்கா லிங்கன் பல்கலைக்கழகம்
www.unl.edu