پژوهشگران به سازوکار جالبی پی برده‌اند که نشان می‌دهد ریشه گیاهان می‌تواند بدون تماس مستقیم با مواد پوسیده، مسیر رشد خود را تغییر دهد و از مناطق آلوده به بقایای در حال تجزیه گیاهان دور شود. این رفتار که «ساپروتروپیسم» (Saprotropism) نام گرفته، نگاه تازه‌ای به توانایی گیاهان برای شناسایی محیط اطراف خود ارائه می‌کند؛ موجوداتی که برخلاف حیوانات نمی‌توانند از محل زندگی‌شان دور شوند، اما جهت رشدشان را تغییر می‌دهند.
این پژوهش که نتایج آن در مجله علمی معتبر Science منتشر شده، با همکاری دانشمندانی از دانشگاه شمال‌غرب چین و مؤسسه علم و فناوری اتریش انجام شده است. محققان دریافتند تجزیه بقایای گیاهی به‌وسیله میکروب‌ها و قارچ‌ها، محیط شیمیایی خاک را تغییر می‌دهد و همین تغییر می‌تواند به ریشه هشدار دهد که در نزدیکی یک منطقه نامناسب برای رشد قرار دارد.
مکانیسم اصلی این واکنش به تغییر میزان اسیدیته خاک مربوط می‌شود. هنگام تجزیه مواد گیاهی، اسیدهای آلی آزاد می‌شوند و در اطراف محل پوسیدگی، یک شیب پایدار در میزان اسیدیته یا pH ایجاد می‌کنند. ریشه می‌تواند این تفاوت شیمیایی را حتی بدون لمس مستقیم بقایای پوسیده تشخیص دهد و بر اساس آن، مسیر رشد خود را به سمت دیگری منحرف کند.
اما تشخیص این تغییر شیمیایی چگونه به حرکت ریشه منجر می‌شود؟ پژوهشگران توضیح داده‌اند که سلول‌های سطح ریشه از سازوکار مولکولی خاصی برای دریافت پیام اسیدیته استفاده می‌کنند. این پیام باعث توزیع نامتقارن هورمون گیاهی آبسزیک اسید (ABA) در ریشه می‌شود؛ تغییری که سازمان‌دهی ریزلوله‌های سلولی و نحوه رشد بخش‌های مختلف ریشه را تحت تأثیر قرار می‌دهد و در نهایت به خم شدن ریشه در جهت مخالف منطقه پوسیدگی کمک می‌کند.
نکته مهم این است که واکنش یادشده فقط به معنای فرار از هر نوع ماده در حال تجزیه نیست. بر اساس نتایج مطالعه، ریشه‌ها از مناطق حاصل از تجزیه مواد گیاهی دوری می‌کنند، اما همین پاسخ در برابر بقایای در حال تجزیه حیوانی مشاهده نشده است. این تفاوت نشان می‌دهد که ریشه‌ها به یک نشانه عمومی از پوسیدگی واکنش نشان نمی‌دهند، بلکه به ترکیب شیمیایی مشخصی که از تجزیه مواد گیاهی ایجاد می‌شود حساس‌اند.
این کشف می‌تواند به درک بهتر تعامل میان گیاهان، میکروب‌ها و خاک کمک کند. شناخت دقیق‌تر واکنش ریشه‌ها به محیط شیمیایی اطرافشان ممکن است در آینده برای پژوهش‌های مرتبط با سلامت خاک، مدیریت بقایای گیاهی و بهبود شرایط رشد محصولات کشاورزی مفید باشد. بااین‌حال، هنوز نمی‌توان از این یافته به‌تنهایی نتیجه گرفت که روش مشخصی برای افزایش محصول یا جلوگیری از بیماری گیاهان در مزارع به دست آمده است.
این مطالعه همچنین یادآوری می‌کند که گیاهان برای سازگاری با محیط، تنها به نور، آب و جاذبه واکنش نشان نمی‌دهند؛ پیام‌های شیمیایی موجود در خاک نیز می‌توانند مسیر رشد آن‌ها را تعیین کنند. پژوهشگران با شناسایی ساپروتروپیسم، یکی دیگر از سازوکارهای پیچیده رشد ریشه را توضیح داده‌اند؛ سازوکاری که نشان می‌دهد زندگی زیر سطح خاک، برخلاف ظاهر آرام آن، سرشار از تعامل‌های شیمیایی و زیستی است.
