نوع مقاله: مقاله پژوهشی
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Our environment is widely exposed and influenced by the electromagnetic radiation from different field resources including the mobile phones. This type of radiation is counted as one of the effective stress factors in plant biology. Current study, aims to investigate the effects of electromagnetic radiation emitted by cell phones in cannabis anatomical changes. Cannabis (scientific name: Cannabis sativa L.) is an annual, dioecious and herbal plant with erect habit of growth which belongs to the Cannabinaceae family. Accordingly, petri dishes including dry cannabis seeds were located in a container designed based on Sharma method (Sharma et al., 2009) while exposing to cell phone radiation. More specifically, the seeds were exposed to the radiation of two cell phones (both on call mode) with 18 centimeters distance for 30, 60 and 90 minutes. After 12 hours, the same treatment was performed over the mentioned seeds; but, this time the seeds were wet and ready for germination. Our results revealed that the number of phloem and xylem tubes in treated samples’ stem were increased comparing to the control. In 90 minutes treated samples, decline of brain parenchyma volume which is a factor of premature aging was observed. Similar results were obtained when exploring the petioles. Also, the number of the metaxylems was increased in treated sample roots and leaves comparing to the control ones.
کلیدواژه‌ها [English]
امواج الکترومغناطیس مانند امواج دیگری چون امواج صوتی با خود انرژی حمل میکنند. این امواج بر خلاف امواج صوتی، از خلأ نیز میگذرند [6]. امواج مایکروویو طیفی از امواج الکترومغناطیس هستند که محدوده فرکانسی آنها MHz300 تاGHz300 میباشد و دارای طول موج mm1 تا m 1 هستند. استفاده از امواج مایکروویو در باند فرکانسی یک گیگا هرتز در تلفنهای همراه و نیز رشد روز افزون کاربران این محصول انسان و سایر موجودات را در مواجهه هر چه بیشتر این امواج قرار داده است[9].
وجود آب در پیکره همه گیاهان وسایر موجودات
سبب جذب امواج میشود که خود امواج نیز سبب ایجاد رزونانس در مولکولهای آب میشوند و با این فرایندهای زیستی سلولها دستخوش تغییر میشوند[6].
Rim A. Husseinوهمکاراندرسال 2014 اثردومارکتجاریمختلفتلفنهمراهدروضعیتمکالمهوغیرمکالمهدرفاصلههایمختلفو
زمانهایمختلفبرسرعتجوانهزنیورشددانهرستهایگیاهگندمرابررسیکردندواثرمنفیبرپارامترهایذکرشدهرااعلامداشتند [12].
Sharmaوهمکاراندرسال 2014 اثرامواجموبایلبرجوانهزنی،رشددانهرستهاوتغییراتبیوشیمیاییدرگیاهنخودفرنگیوشنبلیلهبررسیکردندوافزایشسرعتجوانهزنی،طولدانهرستهاوافزایشفعالیتآنزیمآنتیاکسیدانپراکسیدازراگزارشکردند [14].
شاهدانه در زمان قدیم به علت تشابهات، جزء خانوادههای MoraceaeوUrticaceaeبه حساب
میآمد، امروزه شاهدانه از خانواده Cannabinaceaeمیباشد.جنسCannabis بر اساس نوشتهی لینه فقط دارای گونهی Cannabis sativaبوده است [2].
شاهدانه مصارف گوناگون دارد.بذرهای شاهدانه بهترین دانههای خوراک پرندگان زینتی مانند قناری است و از تنقلات خوراکی انسان نیز میباشد.در مناطق معتدل از الیاف شاهدانه در نساجی استفاده
میشود و به همین منظور به طور فراوان کشت
میگردد.در مناطق گرم الیاف ساقه کم شده و در عوض گیاه سرشار از مواد رزینی میشود که دارویی است و از آن استفاده نامعقول و نادرست به عنوان حشیش هم میشود.غدههای سرشار از مواد رزینی گیاه در سطح برگهای جوان بخش گلدار گیاه قرار دارند. [5] در مورد شاهدانه به علت ترکیبات کانابینوئیدی که دارد،خواص دارویی بسیاری گزارش شده است که از آن جمله ساخت داروهای خوراکی از جمله Dronabinol(Marinal) و Nabilone(cesamet) برای درمان کم اشتهایی در بیماریهای نقص سیستم ایمنی و حالت تهوع ناشی از شیمیدرمانی در ایالات متحده آمریکا و نیز داروی sativexدر کانادا به صورت اسپری زیر زبانی برای درمان بیماری Msرا می توان نام برد [3].
مواد و روشها
در این آزمایش از بذر اصلاح شدهی شاهدانه که از موسسه پاکان بذر اصفهان تهیه شده بود، استفاده شد. پس از تهیه بذرها و همگنسازی آنها، بذرهای شاهدانه به دو گروه شاهد و نمونههای تحت تیمار تقسیم شدند.تعداد 4 بذر همگن شده در 3 پلیت متفاوت قرار دادیم و سپس آنها را در جعبهای که مدل آزمایش شارما و همکاران [15] ساخته شده بود،قرار دادیم.به طوریکه از هر دو گوشی همراه در حالت تماس 18 سانتیمتر فاصله داشتند.پلیت اول به مدت 30 دقیقه،پلیت دوم به مدت 60 دقیقه و پلیت سوم 90 دقیقه در معرض امواج تلفن همراه بودند.پس از 12 ساعت بذرهای تیمار داده شده را ضد عفونی و آماده برای جوانه زنی کردیم و در هر پلیت مقدار 15 میلیلیتر آب مقطر جهت جذب آب و جوانهزنی اضافه کردیم(درون هر پلیت کاغذ واتمن جهت جذب و نگهداری آب قرار دادیم).سپس دوباره به همان ترتیب قبل آنها را در معرض امواج قرار دادیم.در این مدت بذرهای شاهد را مانند تمام شرایط بالا به جز تیمار امواج تلفنهای همراه آماده کردیم (دمای اتاق2 25).
روش تهیه اتاقک تیمار به روشSharma et al,.2009[15]
ابتدا یک اتاقک شیشهای به ابعاد5/17 x 26 x5/47 سانتیمتر مربع طراحی شد.تمام دیوارههای خارجی اتاقک با صفحات فلزی(آلومینیوم به ضخامت mm2) پوشیده شد، تا محیط آزمایش را از تداخل باامواج الکترومغناطیس خارجی جدا کند(شکل1 AوB).
برای اندازهگیری شدت میدان و میانگین شدت انرژی تولید شده توسط تلفنهای همراه (که هر دو از یک مارک تبلیغاتی و یک مدل بودند تا میدانهای ایجاد شده از هر دو طرف یکسان باشد)، از دستگاه اندازهگیری امواج الکترومغناطیس سه محوره مدل 98195 ساخت کشور تایوان استفاده شد. برای این کار ابتدا دستگاه را در حالتی که تلفنهای همراه داخل اتاقک نبودند روشن کرده و میزان شدت میدان در این حالت را بررسی و ثبت کردیم(میانگین شدت میدان:mV/m6/71 و میانگین شدت انرژی:w/cm²µ003/0(.سپس تلفنهای همراه را به صورت عمودی داخل اتاقک مدل شارما قرار دادیم.آنگاه با هر دو تلفن همراه تماس برقرار کرده و دستگاه
اندازهگیری امواج الکترومغناطیس را روشن کرده و میزان شدت میدان و سپس میانگین شدت انرژی تولید شده را ثبت نمودیم که به صورت یکنواخت میدانی با شدتv/m69/20و میانگین شدت انرژیw/cm²µ03/100 را ایجاد کردند.(شکل شمارهی 1C.وD ) .
پس از طی سه هفته،ساقه، ریشه،برگ و دمبرگها به قطعاتی تقسیم و به مدت دو هفته در یک حجم الکل 96 درصد و یک حجم گلیسیرین برای تهیه برشهای دستی قرار داده شدند.پس از تهیه برشهای عرضی از نمونهها به ضخامت 25 تا 30 میکرون و شستشو با آب مقطر، برشها به مدت 15 تا 20 دقیقه در محلول آب ژاول 5 درصد، و پس از دوبار شستشو با آب مقطر، به مدت 15 تا 20 دقیقه در اسید استیک 3 درصد قرار داده شدند تا شفافسازی نمونهها صورت گیرد و سپس مجدداً نمونهها با آب مقطر شستشو شدند. برشهای دستی با روش رنگآمیزی مضاعف سبز متیل و کارمن زاجی رنگ آمیزی شدند.پس از مطالعه کامل نمونهها و مقایسه نمونههای شاهد و تحت تیمار از تغییرات مهم ایجاد شده با فتومیکروسکوپ Nikon- ECLIPDE-E200 در بزرگنماییهای مختلف عکسبرداری شد..
شکل1- AوB.: اتاقک شارما، CوD:. نحوه قرار دادن تلفنهای همراه و دستگاه اندازهگیری امواج الکترومغناطیس درون اتاقک شارما، :E. نحوه قرارگیری تلفن های همراه و بذرها در داخل اتاقک شارما.
نتایج
در برش عرضی ساقه مطابق شکل 2-A که به وسیله برشگیری دستی و مشاهدات میکروسکوپی بررسی شد، مشخص شد که در ساختمان ساقه از خارج به داخل به ترتیب این قسمتها مشاهده
میشوند: کرک (Trichome)، اپیدرم (epidermis)، کلانشیم (collenchyma)، کورتکس (cortex)، آبکش (فلوئم phloem)، گزیلم (xylem) و مغز (Pith).
کرکهای ساقه از نوع ترشحی میباشند.کرکها به طور پراکنده بر روی لایهای نازک به نام پوستک یا کوتیکول قرار دارند. کوتیکول لایهای کوتینی است که از تبخیر ممانعت میکند و نوعی محافظ و نگهبان برای ساقههای سبز در برابر عوامل مخرب و بیماریزا محسوب میشود . لایه بعدی بشره (اپیدرم) است که از یک لایه یاختههای منظم با دیوارههای پکتوسلولزی تشکیل شدهاند. لایهزیرین، کلانشیم نام دارد،این سلولها کوچک و دارای دیوارههای ضخیم پکتوسلولزی هستند، در ساقهی شاهدانه این سلولها در گوشههای ساقه تعداد بیشتری دارند و تعداد آنها به 5 ردیف سلول میرسند و در سایر بخشها در 2 ردیف یا کمتر دیده میشوند. منطقه بعدی پارانشیم پوست یا پارانشیم کورتکس است که بین کلانشیم و آوند آبکش قرار دارد.
بافت منطقه پوست از نوع بافت پارانشیمی است که در این قسمت بلورهای اگزالات کلسیم در
سلولهای بافت پارانشیمی دیده میشوند.این بلورها از نوع دراس یا ستارهای هستند.پروکامبیوم در مرحله تبدیل به کامبیوم آوندی است. در برش عرضی ساقهی گیاه شاهد دستههای چوب و آبکش هنوز به طور کامل به شکل حلقههای پیوسته در نیامدهاند.این وضعیت ویژه ساختار نخستین است. در بین چوبآبکش سلولهای پروکامبیومی که در حال تمایز به کامبیوم هستند، دیده میشوند.در آخر به بخش مغز ((Pithمیرسیم که در مرکز پارانشیم ساقه قرار دارد و انشعابات آن به نام اشعه مغزی فواصل بین آوندها را پر میکند. مغز از بافت پارانشیم تشکیل شده است که عمر کوتاهی دارند، به سرعت تحلیل میروند و درون ساقه تهی میشود(شکل A-2). مطابق آنچه در شکل 2 مشاهده میشود،در تیمار 30 دقیقه، کاهش ضخامت کلانشیم و کمتر شدن بریدگیهای اطراف ساقه نسبت به ساقه شاهد را مشاهده کردیم و در عوض آوندهای چوب و آبکش رشد بیشتری داشته است. بریدگیهای اطراف ساقه در تیمار 30 دقیقه و 60 دقیقه کمتر به چشم میخورد و در عوض در تیمار 90 و شاهد بیشتر است.در نمونههای تحت تیمار تعداد آوندهای چوب و آبکش نسبت به گیاه شاهد افزایش داشته و به دلیل تمایز سلولهای پروکامبیومی به کامبیوم
دستههای چوب و آبکش به طور کامل به شکل
حلقهای پیوسته در آمدهاند که در تیمارهای 30 و 90 دقیقه نسبت به تیمار 60 دقیقه تمایز یافتهتر بودهاند(شکل2C,BوD). حال آنکه در گیاه شاهد به دلیل اینکه سلولهای پروکامبیومی در حال تمایز به کامبیوم هستند، دستههای چوب و آبکش به طور کامل به شکل حلقهای پیوسته در نیامدهاند(شکل A-2).
در تیمار 90 دقیقه پارانشیم مغزی در حال تجزیه شدن و تحلیل رفتن است که این خود نشانهی پیری زودرس گیاه میباشد.(شکل –D2)
برگ:مشاهدات میکروسکوپی ساختار برگ نشان داد که نوع ساختار تشریحی برگ دارای تقارن پشتی شکمی میباشد،منطقه رگبرگ اصلی: این بخش دارای اپیدرم زبرین و زیرین است که بافتهای پارانشیمی و هادی را در بر گرفته است.
در برگهای گیاهان تحت تیمار شاهد افزایش آوندهای چوب بودیم.تعداد آوندهای چوبی در رگبرگ اصلی تیمار30 و90 دقیقه افزایش یافته است(شکل BوD-3)، همچنین تعداد کرکها در تیمار 90 دقیقه نسبت به شاهد افزایش داشته است(شکل D-3).
دمبرگ: در مشاهده میکروسکوپی دمبرگ مشاهده میشود که دمبرگ از خارج توسط یک ردیف سلول اپیدرمی احاطه شده است که سطح آن کوتینی شده است. زیر اپیدرم در سطوح پشتی و شکمی سلولهای کلانشیمی مشاهده شدند.تعداد این سلولها در مجاورت دستههای آوندی افزایش یافته است.زیر کلانشیم در ناحیه میان پوست،پارانشیم پوستی را
میبینیم. آوندهای چوبی بهم نزدیک میباشند، بافت آبکش در خارج و بافت چوب به سمت درون قرار گرفتهاند. در وسط نیز پارانشیم قرار دارد.
ساختار آوندی همانند ساختار آوندی برگ شامل آوند آبکش است که در پیرامون چوب قرار گرفته است.چند لایه کلانشیم گوشهدار نیز در قسمت پایینی دمبرگ در زیر اپیدرم تحتانی قرار دارد (شکل -A4).
در برش عرضی از دمبرگ مشاهده شد که در تیمار 30 دقیقه دهانهی آوندها فراختر شده و تعداد کرکها و کریستالهای اگزالات کلسیم نسبت به شاهد افزایش یافته است(شکلB-3). در تیمار 60 دقیقه نیز
دهانهی آوندهای چوبی فراختر شده است(شکلC-3).در تیمار 90 دقیقه علیرغم اینکه دهانهی آوندها به خصوص آوندهای چوبی نسبت به شاهد و تیمارهای 30 و 60 دقیقه تنگتر شد، تعداد آنها افزایش یافته است. که نشان دهندهی افزایش تقسیم سلولی میباشد.همچنین همانند برش ساقه بافت پارانشیم مغزی تحلیل رفته است و میان تهی شده است(شکلD-4).
ریشه:مشاهدات میکروسکوپی برش عرضی ریشه که به وسیله برشگیری دستی بررسی شد نشان داد که از خارج به داخل به ترتیب این قسمتها مشاهده
میشوند.
سلولهای ریزودرمی: خارجیترین بخشدر ریشه ریزودرم نامیده میشود.در اینجا بافت ضخیمی از چوبپنبه دیده میشود که بیرونیترین بخش پوست را تشکیل میدهد.این بافت در اثر فعالیت فلوژن ساخته میشود.فلوژن به طرف داخل سلولهای پارانشیم پوستی پسین و به طرف خارج سلولهای چوب پنبهای را میسازد. آندودرم: به دلیل رشد ثانویه زیاد ریشه که ناشی از فعالیت کامبیوم میباشد، آندودرم از بین رفته و دیده نمیشود(شکلA-5). در تیمار 90 دقیقه نسبت به شاهد تعداد آوندهای چوب افزایش یافته است و همچنین گسترش بافت آبکش و چوبپنبه را مشاهده کردیم. در تیمار 60 دقیقه نیز افزایش تعداد آوندهای چوب مشاهده میشود. به طور کلی قطر ریشه در تمامی نمونههای تحت تیمار به غیر از تیمار 30 دقیقه نسبت به شاهد افزایش نشان داد(شکل BوCوD-5).
.
شکل 2-مقطع عرضی ساقه در گیاه شاهدانه،رنگ آمیزی با کارمن زاجی و سبز متیل (ابژکتیو4 (x
A: نمونهی شاهد،B:نمونهی تحت تیمار30 دقیقه،C:نمونهی تحت تیمار 60 دقیقه،D: نمونهی تحت تیمار 90 دقیقه.
Tri: کرکهای اپیدرمی،Ep:اپیدرم،Co:کلانشیم، Pc:پارانشیم پوست،Phe:آوند آبکش،Xy:آوند چوب،Pi:مغز.
شکل 3- مقطع عرضی برگ در گیاه شاهدانه،رنگآمیزی با کارمن زاجی و سبز متیل (ابژکتیو4 (x
A:نمونهی شاهد،B:نمونهی تحت تیمار30 دقیقه،C:نمونهی تحت تیمار 60 دقیقه،D: نمونهی تحت تیمار 90 دقیقه.
U.e:اپیدرم فوقانی،Co :کلانشیم،Pe:پارانشیم پوست،Phe:آوند آبکش،Xy:آوند چوب.
شکل 4-مقطع عرضی دمبرگ در گیاه شاهدانه،رنگآمیزی با کارمنزاجی و سبز متیل (ابژکتیو4 (x
A:نمونهی شاهد،B: نمونهی تحت تیمار 30،C:نمونهی تحت تیمار 60دقیقه،D: نمونهی تحت تیمار 90 دقیقه.
Tri:کرکهای اپیدرمی،Ep:اپیدرم،Co:کلانشیم،P: پارانشیم،Phe :بافت آبکش،Xy:بافت چوب.
شکل 5-مقطع عرضی ریشه در گیاه شاهدانه،رنگآمیزی با کارمن زاجی و سبز متیل ابژکتیو4 (x
A: نمونهی شاهد،B:نمونهی تحت تیمار 30،C: نمونهی تحت تیمار60 دقیقه،D: نمونهی تحت تیمار 90 دقیقه.
Sub: چوبپنبه،:Pheفلوژن، P:پارانشیم،S.xy:بافت چوب ثانویه،S.ph:بافت آبکش ثانویه.
بحث و نتیجهگیری
با توجه به آنکه امواج الکترومغناطیسی حامل انرژی هستند، بدیهی است که این انرژی میتواند روی موجودات زنده و از جمله گیاهان تأثیراتی را برجا گذارد. با توجه به این مطلب که طول موج، فرکانس و شدت امواج متفاوت است، بنابراین نوع امواج و مدت زمانی که گیاهان تحت تأثیر آن قرار میگیرند، میتواند اثرات متفاوتی را بر گیاهان ایجاد کند. با توجه به این نکته نیز ضروری است که تفاوت در ژنوتیپ گیاهان نیز میتواند در نوع اثری که ایجاد میشود، موثر باشد [6].
در این پژوهش برش عرضی ساقه و برگ افزایش وسعت آوندهای چوب و آبکش در نمونههای تحت تیمار نسبت به شاهد را نشان دادند،یافتههای ما در این زمینه با مشاهدات و بررسیهای محققینی چون.
Angel et al[10]، .Salehi et al[13]Arbabian et al.[11] واربابیان-گلشن [1] بر روی گیاهان
گوجهفرنگی، کلزا،باقلا وخاکشیر تحت تیمار امواج مغناطیسی و الکترومغناطیسی تلفن همراه همسو
میباشد.
در دمبرگ گیاه شاهدانه، نمونههای تحت تیمار افزایش بافت چوب و رنگپذیری بیشتری را نسبت به نمونهی شاهد نشان دادند، تعداد کرکها در نمونههای تحت تیمار افزایش یافته است که احتمالاً پاسخی است جهت جلوگیری از نفوذ امواج به بافتهای زیرین،مشاهدات ما در این زمینه با پژوهشهای اربابیان- گلشن[1] بر روی اثر امواج الکترومغناطیس تلفن همراه بر گیاه خاکشیرهمسو میباشد ولی با نتایج مجد و همکاران [8]، اثر امواج الکترومغناطیس بر روی گیاه گزنه ناهمسو میباشد.
ساختار تشریحی ریشه در گیاهان مورد آزمایش با گزارشهای فان [4] در مورد ریشه دو لپهایها، گزارشهای مجد و دیباه [7] و همچنین مجد- رستمیزاده[8] در مورد گیاه گزنه همسویی دارد. ما نیز در ساختار ریشه گیاه شاهدانه، لایه آندودرم که یکی از لایههای شاخص است و سلولهای معبر را که ویژه تکلپهایها است را نیافتیم. قرار گرفتن دستههای آوندی بر روی یک حلقه نیز که از دیگر ویژگیهای ساختار ریشه در دو لپهایها است در ریشه شاهدانه دیده شد.نمونههای تحت تیمار در مقایسه با نمونهی شاهد تعداد دستههای آوندی به ویژه در تیمار 90 دقیقه افزایش یافته، قطر دهانهی متازایلمها کاهش یافته است،نتایج ما در این زمینه با مشاهدات .Arbabian et al[11]،اربایبان-گلشن[1] بر روی گیاهان تحت تیمار امواج الکترومغناطیس تلفن همراه باقلا و خاکشیر همسو میباشد.
)