بررسی تاثیر تنش صوتی حاصل از حمل و نقل ریلی بر ساختار تشریحی ساقه گیاهان گل گندم (Centaurea hyalolepis Boiss.) و خار مریم (Silybum marianum L.)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 اداره کل راه آهن جنوب؛ اهواز، ایران.

چکیده

مطالعات فراوانی روی تنش های حاصل از عوامل محیطی مانند اشعه­های مضر، عناصر سنگین، باران­های اسیدی، شوری و ... بر روی گیاهان انجام گرفته است. اما تنش­های ایجاد شده از امواج صوتی در گیاهان کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. تکنولوژی امواج صوتی شنیدنی اخیراً در مراحل مختلف رشد فیزیولوژیکی گیاهان بر روی جوانه­زنی بذر، رشد کالوس­ها، هورمون های تحریک­کننده، مکانیسم فتوسنتز و رونویسی ژن­های خاص به کار گرفته شده است. هدف این تحقیق بررسی تغییرات ساختار تشریحی ساقه گیاه گل گندم (Centaurea hyalolepis Boiss) و خار مریم
(Silybum marianum L.) تحت آلودگی صوتی راه آهن بود. بدین منظور برش­های نمونه­ی شاهد و تیمار از ناحیه ساقه به روش دستی تهیه گردید. برای رنگ­آمیزی نمونه­ها از روش رنگ­آمیزی کارمن زاجی و آبی متیل استفاده شد. مشاهده برش­ها با میکروسکوپ تحقیقاتی Olympus انجام گرفت و از نمونه­ها عکس تهیه شد. بررسی­های انجام شده بیانگر تغییرات قابل توجه آناتومیکی ساختار ساقه گیاه تیمار با شاهد بود. نتایج بدست آمده تغییرات قابل ملاحظه­ای را در ساختار تشریحی ساقه دو گیاه در معرض آلودگی صوتی در مقایسه با گیاهان شاهد نشان داد به عنوان مثال، افزایش رنگ­پذیری لایه­های کامبیوم، افزایش ضخامت بافت اسکلرانشیم در ناحیه بافت چوب و افزایش تعداد لایه­های کلانشیم در ناحیه هیپودرم دیده­شد. همچنین امواج صوتی حاصل از حمل و نقل ریلی باعث افزایش ضخامت و تعداد لایه در بافت­های استحکامی (اسکلرانشیم، کلانشیم) ساقه گیاه ­شدند. ساختار تشریحی گیاهان، تحت تاثیر امواج صوتی قرار گرفت و آلودگی صوتی ناشی از حمل و نقل ریلی بعنوان یک تنش محیطی می­تواند بافت­های گیاهان را متحمل تغییراتی می­کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the effects of sound pollution of the railway transport on the stem’s anatomical structures of plants Centaurea cyanus (Centaurea hyalolepis Boiss.) and Marian thistle (Silybum marianum L.)

نویسندگان [English]

  • m kolahi 1
  • mehdi Aabbaspour 1
  • Gholam hossein Farsian naserzadeh 2
1 Department of Biology, Faculty of Science, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
2 South Railways Department, Ahvaz, Iran.
چکیده [English]

Many Studies indicated the effect of environmental factors stress such as heavy elements, harmful radiation, acid rain, salt etc. on the plants, but noise stress in plants has rarely studied. Audible sound wave technology has recently been applied to plants at various physiological growth stages e.g. seed germination, callus growth, endogenous hormones and mechanism of photosynthesis and transcription of certain genes. The aim of this research was survey effects of sound waves caused by railway transport on anatomic structures of Centaurea cyanus (Centaurea hyalolepis Boiss) and Marian thistle (Silybum marianum L.). Free hand sections were taken and stained in carmine and methyl blue. Thin cut sections were observed under the research microscope (Olympus) fitted with digital camera and attached with computer. The evaluation of cross-sectional, anatomy of plant tissue was done through taking micro-photographs. Our results indicated that remarkable changes has been seen in the anatomic structure of stem treatment plant in comparison with control plants such as increasing the chromaticity of cambium layers, enhancing the thickness of the sclerenchyma bundle sheath in the xylem tissues and improving the collenchymas layer of hypodermis. The sound waves of railway transport may increase of diameter and number of cell stability tissues (Sclerenchyma, collenchyma) stem of plant. Anatomical structure of plants, under the influence of the sound waves and noise pollution caused by rail transportation as an environmental stress changes fitted plants tissues.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anatomic Structure
  • Centaurea hyalolepis Boiss
  • Noise Pollution
  • Railway transport
  • Silybum marianum L
  • Stem

جنسCentaurea  با دارا بودن حدود 350 تا 600 گونه­ی گیاهی علفی خار­مانند و گلدار در خانواده آستراسه قرار گرفته است [19]. گیاه گل گندم گوگردی با نام علمی Centaurea hyalolepis Boiss. بسیار شبیه به Centaurea iberica می­باشد با این تفاوت که دارای برگ­های با تقسیمات کمتر و
برگ­های میانی و بالائی غیر منقسم (کامل) و دندانه­دار می­باشد. خار مریم (Silybum marianum L.) ، گیاهی یک تا دو ساله با ساقه­ای 125- 35 سانتی­متری در تمام مناطق شمالی، غرب و جنوب ایران می­روید. برگ­های آن سبز تیره و به شکل پر با حاشیه­های پوشیده از خار است و میوه آن فندقه می­باشد. هر دو گیاه گل گندم و خار مریم عضوی از خانواده کاسنی (Asteraceae) می­باشند. هر دو گیاه با دارا بودن ارزش داروئی و اقتصادی بصورت پوشش گیاهی در کنار جاده­ها، جویبارها و مزارع در استان خوزستان رشد می­کنند [22]. خصوصیات و ویژگی­های آناتومیکی بعضی از گونه­هایCentaurea تاکنون بررسی شده­ است [20،2،8،18،26،5،4].

احداث راه­آهن در هر منطقه زمینه­های رشد و توسعه انسانی، اقتصادی و اجتماعی را فراهم
می­سازند. تقاضا برای احداث خط آهن در پی افزایش تقاضا برای حمل و نقل، بر روی پوشش گیاهی، تولیدات کشاورزی و جانوران مجاور راه آهن اثرات سوئی داشته است [25,3]. سر و صدای حاصل از وسایل نقلیه بطور کلی سبب بروز تنش­های فیزیولوژیکی در جانوران شده و موجب تحریک اعصاب، اضطراب، مشکلات روحی و روانی می­شود اگرچه خطرات ناشی از آلودگی صوتی به سرعت محسوس نمی­باشد [10]. سر و صدا به معنای صدای ناخواسته­ای است که می­تواند بر سلامتی و کارایی افراد تاثیر بگذارد. بررسی در کشور­های در حال توسعه نشان داد صوت و مشکلات ناشی از آن، منحصر به جوامع صنعتی نبوده و رشد سریعی در جوامع در حال توسعه داشته است [21]. توسعه حمل و نقل ریلی بویژه استفاده از قطار­های سریع­السیر تحت عنوان "حمل و نقل سبز" بلحاظ اقتصادی، ایمنی بالا و دارا بودن کمترین میزان آلاینده­های هوا همواره مورد توجه کشور­ها قرار گرفته است. این صنعت حمل و نقل بواسطه نقشی که در توسعه و آبادانی شهر­ها دارد، منجر به سکونت جوامع بشری در اطراف خط­آهن می­شود. آلودگی صوتی ناشی از حرکت قطار­ها پیامد این همجواری می­باشد که
می­تواند برای موجودات زنده این مناطق آزاردهنده باشد. در کشور­های پیشرفته دنیا، راهکارهایی برای کاهش میزان آلودگی صوتی حمل و نقل ریلی، به توصیه حامیان محیط­زیست صورت گرفته است. از جمله این راهکارها می­توان به احداث موانع صوتی در اطراف خط­آهن مناطق شهری، تعمیر و نگهداری صحیح چرخ، محور و ریل اشاره کرد. در کشور ما به دنبال توسعه حمل و نقل ریلی علیرغم بکارگیری تمهیداتی برای به حداقل رساندن آلودگی صوتی این معضل نیاز به توجیه بسیار و انجام پژوهش­هایی در زمینه زیست محیطی دارد. صدا انرژی صوتی است که حاصل انتقال امواج صوتی توسط گاز­ها، مایعات و جامدات می­باشد. کمترین سطح فرکانسی در طیف صوتی زیرصوت نامیده می­شود که محدوده فرکانسی پایینی دارد (Hz 20)، همچنین بالا­ترین سطح فرکانسی دارای محدوده فرکانسی بالایی (Khz 20) می­باشد، این دو طیف صوتی به طور گسترده در حرفه پزشکی مورد استفاده قرار می­گیرند. امواج فروصوت و فراصوت می­توانند با بافت­های بیولوژیکی از طریق حرارت و فرایند­های مکانیکی تعامل داشته باشند [33،23،24]. تکنولوژی امواج صوتی شنیدنی اخیراً در مراحل مختلف رشد فیزیولوژیکی گیاهان، جوانه­زنی بذر، رشد­ کالوس­ها، هورمون های تحریک­کننده، مکانیسم فتوسنتز و رونویسی ژن­های خاص به کار گرفته شده است. تحریک صدا می­تواند گیاه را در مقابل آفت­ها و سموم مقاوم کند [37]. گیاهان توانایی تولید امواج صوتی در بافت­ها را دارند به عنوان مثال گیاهان به طور خودبخودی امواج صوتی با فرکانس نسبتا پایین  HZ120-50 را تولید می­کنند. گیاهان
می­توانند فرکانس­های خاص صدا­های خارجی را دریافت کنند [13،14،15،16]. امواج صوتی توانایی ایجاد تغییرات در چرخه سلولی گیاهان را دارند [28]. ارتعاش صدا مستقیما روی چرخه زندگی گیاه تاثیر گذاشته و به اشکال مختلف از جمله تغییر در سرعت جوانه­زنی نمایان می­شود، امواج صوتی حاصل از صداهای طبیعی پرندگان در گیاهانی مثل کدو­سبز و بامیه به کار گرفته شده است و مشاهده شد، که این صداها در شرایط طبیعی و قبل از انجام تحریکات صوتی دارای بالاترین اثر آماری روی درصد جوانه­زنی در این گیاهان می­باشند [6]. محققان نشان داده­اند که بعضی از ژن­های القا شده بواسطه استرس ممکن است تحت تحریکات امواج صوتی تغییراتی بپذیرند و رونویسی از روی این ژن­ها افزایش یابد [31]. محققان اثرات امواج الکترومغناطیسی را بر جوانه زنی بذر­های سویا و تکوین دانه گرده آن و همچنین روی نا­باروری گروهی از جانوران مورد بررسی قرار داده­اند [1،12]. گیاهان بعنوان سرآغاز زنجیره­ی غذایی اکوسیستم­ها و نقش اساسی در پایداری محیط­زیست همواره مورد توجه بشر بوده­اند، هر گونه آسیب زیست­محیطی تأثیرات نامناسبی در زندگی انسان­ها خواهد گذاشت. تحقیق حاضر در این راستا به بررسی تنش­های حاصل از آلودگی صوتی می­پردازد. در این پژوهش آلودگی صوتی حاصل از حمل و نقل ریلی به عنوان ایجاد کننده تنش در گیاهان مورد بررسی قرار گرفت. 

 

مواد و روش­ها

به منظور بررسی اثر آلودگی­صوتی حاصل از حمل و نقل ریلی بر روی گیاهان، پس از بررسی اجمالی و پراکندگی بالای دو گونه گیاهیC. hyalilepis  و
S. marianim از ایستگاه بامدژ خط آهن اهواز - هفت تپه در فاصله 40 کیلومتری اهواز جمع­آوری شدند. میزان صوت حاصل از حمل و نقل ریلی در کنار خط آهن هنگام عبور قطار با سرعت 90  کیلومتر بر ساعت توسط دستگاه صوت سنج اندازه­گیری شد. به مدت یک هفته در طی روز سنجش میزان صدای قطار انجام شد. ارزیابی صدا بر اساس استاندارد هوای آزاد مصوب شورای عالی محیط زیست ایران و سازمان صورت گرفت. برای اندازه گیری صدا از دستگاه آنالیزور دار کالیبره شده مدل CEL- 450/490کمپانی CACELLA استفاده گردید. میزان صوت در این محل حدود120 dB بود. نمونه­ی در معرض آلودگی صوتی از بین گیاهانی که کنار ریل قطار و نمونه­ی محیط پاک از بین گیاهانی که در مکانی دورتر از ریل بودند جمع­آوری شدند، منطقه­ای که گیاه شاهد از آن تهیه شد در فاصله 500 متری از خط آهن بود. نمونه­ها پس از جمع­آوری با آب مقطر شستشو داده شدند و سپس به مدت یک هفته در محلول فیکساتور F.A.A (2 میلی­لیتر فرمالدهید 37%، 17 میلی­لیتر اتانول 96% و 1 میلی­لیتر استیک­اسید خالص) قرار گرفتند. برش­گیری از ساقه به روش دستی و از فاصله  Cm10 راس ساقه گیاهان انجام شد. در مرحله بعدی برش­های تهیه شده با استفاده از رنگ­آمیزی مضاعف کارمن­زاجی متیل­بلو رنگ­آمیزی شد. لام­های تهیه شده تحت مطالعه میکروسکوپی با میکروسکوپ و دوربینOlympus  مدل BH2 ساخت کشور ژاپن قرار گرفت.

 

نتایج

در بررسی تنش­های حاصل از آلودگی صوتی حمل و نقل ریلی بر ساختار تشریحی ساقه
C. hyalolepis و S. marianum نتایج زیر بدست آمد.همانطور­که در شکل 1 مشاهده می­شود، در برش عرضی ساقه گیاه گل­گندمC. hyalolepisبیرونی­ترین بخش ساقه را سلول­های مستطیلی شکل اپیدرمی(E)  تشکیل می­دهند که با لایه­کوتیکولی پوشیده شده­اند. بافت­های کلانشیمی (Cl) و کلرانشیمی(Ch)  به طور یک­در­میان زیر اپیدرم قرار گرفته­اند و در زیر آنها سلول­های بافت پارانشیمی پوستی(Pc)  که سلول­های کروی، بزرگ و شفافی می­باشند. بافت اسکلرانشیمی(S) در قسمت بالایی دستجات آوندی (Vb) وجود دارد و در داخلی­ترین قسمت پوست لایه آندودرم دیده
می­شود، لایه کامبیومی(C-l)  نیز حد­فاصل بافت آبکش  (Ph)و بافت چوبی (Xy) دستجات آوندی دیده می­شود. در شکل 1 بخش­های  A،C ،E ، H مربوط به نمونه شاهد و بخش­هایB ،D ،F ،G ،I  مربوط به نمونه در معرض آلودگی صوتی گیاه
C. hyalolepis می­باشند. بررسی­های انجام شده بیانگر تغییرات قابل توجه آناتومیکی در ساختار ساقه گیاه در معرض آلودگی صوتی در مقایسه با نمونه شاهد گیاه C. hyalolepis می­باشد. در این بررسی مشاهده شد تراکم و رنگ­پذیری سلول­های بافت فلوئم در نمونه در معرض آلودگی صوتی افزایش یافته )شکل 1(B- و در نمونه­های شاهد این گیاه مشاهده نگردید )شکل1(A- . تغییرات مشابهی در تعداد لایه­های کامبیومی گیاه در معرض آلودگی صوتی نیز دیده­شد که باعث افزایش رنگ­پذیری این بافت شده است )شکل1 (D- در صورتی که در نمونه­های گیاه شاهد این افزایش رنگ مشاهده نشد )شکل 1(C- . در نمونه­های در معرض آلودگی صوتی مشاهده شد که ضخامت دیواره سلول­های  اسکلرانشیمی اطراف بافت فلوئم افزایش یافته بود )شکل 1(F,G- اما در
سلول­های بافت اسکلرانشیمی ساقه گیاه شاهد این افزایش ضخامت مشاهده نشد )شکل 1(E-، همچنین افزایش تعداد لایه­های کلانشیمی که زیر اپیدرم قرار گرفته بودند در نمونه­های در معرض آلودگی صوتی )شکل 1 (I- نسبت به نمونه محیط پاک )شکل 1 (H- قابل توجه بود. تغییرات محسوسی در تراکم، ضخامت دیواره و تعداد سلول­های ترشحی، لایه­های کلرانشیمی، پارانشیم، متاگزیلم و پروتوگزیلم در هیچ یک از نمونه­های گیاه C. hyalolepis در معرض آلودگی صوتی نسبت به محیط پاک مشاهده نگردید.

همانطور که در شکل 2 مشاهده می­شود، در برش عرضی ساقه گیاه خار مریم S. marianum
بیرونی­ترین بخش ساقه را سلول­های اپیدرمی تشکیل می­دهند که در زیر آن بخش­های به صورت فرورفتگی­ها و برآمدگی­های مشاهده می­شود که به ترتیب بافت کلانشیم(Cl)  و بافت کلرانشیم (Ch) می­باشند. در قسمت زیرین این دو بافت، بافت پارانشیم پوستی (Pc) دیده می­شود که در قسمت پایینی آن داخلی­ترین لایه پوست، لایه آندودرم (Sle) قرار گرفته است. دستجات آوندی (Vb) که از
بخش­های مختلفی تشکیل شده­اند، به ترتیب از بیرون به داخل بافت اسکلرانشیم (S)، بافت فلوئم (Ph)، بافت زایلم (Xy)، بافت پارانشیم آوندی (Pt) و اسکلرانشیم (S) دیده می­شوند، همچنین بین دستجات آوندی، بافتی زمینه­ای (Ct) دیده می­شود که سلول­های آن پارانشیمی می­باشند. قسمت مرکزی ساقه را نیز بافت پارانشیم مغزی (Pp) تشکیل می­دهد. در شکل 2 بخش­های A,C مربوط به نمونه محیط پاک و
بخش­های B,D مربوط به نمونه در معرض آلودگی صوتی گیاه S. marianum می­باشند. بررسی­های انجام شده بیانگر تغییرات قابل توجه آناتومیکی در ساختار ساقه نمونه در معرض آلودگی صوتی در مقایسه با نمونه محیط پاک این گیاه  بود. در تمام نمونه­های در معرض آلودگی صوتی نسبت به شاهد  S. marianumسلول­های بافت اسکلرانشیمی واقع در قسمت بالا و پایین دستجات آوندی تغییرات تشریحی محسوسی را نشان دادند و افزایش ضخامت سلول­های اسکلرانشیمی، رنگ­پذیری و افزایش چوبی شدن آنها قابل توجه بود) شکل2 (B, D- در حالی­که در
نمونه­های مربوط به محیط پاک، سلول­های اسکلرانشیمی فقط در قسمت بالایی دستجات آوندی تا حدودی چوبی شده­اند )شکل2(A- ، علاوه بر این در تمام نمونه­های در معرض آلودگی، سلول­های بافت زمینه (Ct) بین دستجات آوندی افزایش ضخامت دیواره داشتند )شکل2 (B- که فقط در نمونه­های مربوط به محیط آلوده این پدیده مشاهده شد )شکل 2.(C- در دیگر بافت­های ساقه از جمله بافت پارانشیم، کلانشیم، کلرانشیم، پروتوگزیلم و متاگزیلم بین نمونه­های در معرض آلودگی نسبت به نمونه­های محیط پاک تفاوت محسوسی مشاهده نشد.

 

بحث

این پژوهش اثر آلودگی صوتی حاصل از حمل و

نقل ریلی بر روی ساختار تشریحی دو گونه گیاهی
C. hyalolepis و S. marianumواقع در اطراف
خط­آهن را مورد بررسی قرار داده است. بررسی­ها نشان داد که آلودگی صوتی حمل و نقل ریلی، باعث تغییر در ساختار تشریحی ساقه هر دو گیاه مورد نظر نسبت به گیاهان شاهد شده است. اهمیت این یافته­ها آن است که آلودگی صوتی حرکت قطار­ها بر روی موجودات مجاور خط­آهن خصوصا گیاهان بومی مناطق مختلف و حتی مزارع اطراف که بطور دائم در معرض این تنش قرار دارند، تاثیر می­گذارد و ساختار طبیعی آنها را دچار تغییر می­کند. مطالعه ساختار تشریحی ساقه C. hyalolepis  و S. marianumبرای مشاهده تغییرات بافت­ شناسی ساقه گیاهان در معرض آلودگی صوتی حمل و نقل ریلی در پژوهش ما ضروری بود. ساقه گیاهان در معرض آلودگی صوتی حاصل از حمل و نقل ریلی مخصوصا در بافت­های استحکامی تغییرات قابل توجهی را نشان داد. افزایش ضخامت دیواره اسکلرانشیمی، افزایش شدت چوبی شدن بافت­های زمینه بین دستجات آوندی، افزایش لایه های مشتقات کامبیومی، افزایش لایه سلول­های کلانشیمی پیرامونی و توسعه بافت فلوئم از عمده این تغییرات در گیاهان مورد نظر است. در تایید این یافته­ها، نتایج ردا و همکاران در سال 2013 نشان داد که امواج در فرکانس­های مختلف، سطوح فشار صدا، مدت زمان در معرض صدا قرار گرفتن و همچنین فاصله از منبع صوتی بر رشد گیاهان موثر است و همچنین دریافته­اند که امواج صوتی باعث انتقال انرژی به سلول شده و باعث تحریک جریان سیتوپلاسمی می­شوند، امواج صوتی می­توانند با تغییر ساختار مواد دیواره و غشا سلولی، عملکرد فیزیولوژیک آنها را تغییر دهند [11]. ایکیسی و همکاران در سال 2007  

 

 

 

 

شکل. 1. برش عرضی ساقه گیاه Centaurea hyalolepis Boiss.. .(A, C, E, H: 20X) (B, D, F, G, I: 40X)  (بخش­های A, C, E, H: نمونه شاهد، B, D, F, G, I: نمونه در معرض آلودگی صوتی). E- اپیدرم، Cl-کلانشیم، Ch- کلرانشیم، Pc- پارانشیم پوستی، Sc- سلولهای ترشحی Vb- دستجات آوندی، S- اسکلرانشیم، ph- بافت فلوئم، C-l- لایه کامبیومی، Xy-گزیلم، Pp- پارانشیم مغزی.

 

شکل. 2. برش عرضی ساقه گیاهL.  Silybum marianum . (A, D: 20X), (B, C:40X) . (بخش­های A, C : نمونه شاهد، B, D: نمونه در معرض آلودگی صوتی). E- بافت اپیدرم،Cl بافت کلانشیم،Ch بافت کلرانشیم، Ct بافت پارانشیمی زمینه­ای، Sle- لایه آندودرمی، S- سلول های اسکلرانشیمی، Vb- دستجات آوندی، Xy- بافت زایلم، Ph- بافت فلوئم، Pp- بافت پارانشیم مغزی، Pt- بافت پارانشیم آوندی، Pc- بافت پارانشیم پوست.

 

 

نشان دادند که عناصر مختلف ایجاد کننده صدا
می­توانند اثرات مثبتی بر رشد ریشه و تقسیمات میتوزی سلول­های راسی ریشه پیاز داشته باشند و همچنین اثبات کردند که امواج صوتی شنیدنی می­تواند بر متابولیسم سلول موثر واقع شود، این پدیده در
سلول­های مخمر کشت شده در محیط­های مایع که در معرض فرکانس­های مختلف امواج صوتی بودند، مشاهده شد [7]. ونگ و همکاران در سال 2003 نشان دادند که شاخص جوانه زنی، طول ساقه، افزایش نسبی وزن تر دانه­های برنج به طور معنی دار تحت تاثیر امواج صوتی افزایش می­یابد، همچنین نشان داده­اند که امواج صوتی می­توانند تغییراتی را در چرخه سلولی، افزایش میزان رویش و تکثیر دانه­های برنج ایجاد کنند [27]. یافته­های اخیر نشان می­دهند که نوک ریشه ذرت جوان خمش آشکاری به سمت منبع صوتی متناوب دارد و این رشد تابعی از شدت صدا است [9]. امواج صوتی با تاثیر بر چرخه سلولی باعث افزایش تکثیر سلولی می­شوند که به دنبال آن نمو بافت­ها صورت می­گیرد [32]. این یافته­ها با مشاهدات ما در خصوص افزایش برخی بافت­های ساقه گیاه در معرض آلودگی صوتی همخوانی دارد. همچنین ژاوو و همکاران در سال 2003 نشان دادند که تحریک صوتی باعث افزایش رشد سلول­های کالوس می­شود و متابولیسم سلول را سرعت می­بخشد [39]. یافته­های این مطالعه افزایش سلول­های مشتق از لایه کامبیوم و نیز توسعه بافت ساقه را تایید می­کند. افزایش
فاکتور­های سیستم آنتی­اکسیدانی از جمله آنزیم­های سوپر­اکسید دسموتاز، پراکسیداز و کاتالاز در کشت بافت گیاه Chysanthemum در معرض امواج صوتی نیز اثبات شده است [38]. افزایش سطوح اکسین و کاهش میزان آبسزیک­اسید در کشت بافت گیاهان در معرض تنش صوتی نسبت به گروه کنترل دیده شده است [30]. تاثیرات ناشی از تحریکات امواج صوتی روی متابولیسم ریشه گیاه Chrysanthemum  بررسی شده است که افزایش میزان رشد را در ریشه­های این گیاه به دنبال داشته است [17]. یانگ و همکاران مشاهده کردند که تحریک امواج صوتی هم باعث افزایش تکثیر و فعالیت ریشه­ها می­شود و همچنین سبب کاهش تراوایی سلول­های غشایی می­شود [36].  علاوه بر این پژوهش­ها نشان می­دهد امواج صوتی در سطح فشار صوتی dB100 و با فرکانس صوتیkhz  1باعث افزایش تولید ATP درون سلول می­شود. افزایش یافتن میزان تولید ATP سلول نشان دهنده افزایش سوخت و ساز­های درون سلول نیز می­باشد، همچنین در سطح فشار صوتی dB 100 و فرکانس  khz1 فعالیت پروتئین­ها و آنزیم­های آنتی­اکسیدانی افزایش می­یابد، اما هنگامی­که تحریک امواج صوتی در سطح فشار صوتی فراتر از dB 100 و فرکانس khz1 صورت گیرد و میزان فعالیت این شاخص­ها کاهش پیدا می­کند [34،35]. ونگ و همکاران در سال 2001 نشان دادند که استرس­های متناوب امواج صوتی
می­تواند باعث تغییراتی در غشا پلاسمایی شده و در نهایت باعث تغییر در مکانیسم عمل آن ­شود [29]. از این یافته­ها می­توان این نتیجه را گرفت که امواج صوتی حاصل از حرکت قطار بر روی ریل که در پژوهش ما حدود dB120 بود، در دامنه صداهای آزاردهنده قرار می­گیرد که برای سیستم­های زنده تنش محسوب می­شود.

 

نتیجه­گیری

اگرچه درباره درک اثر انواع صوت بر گیاهان محدودیت­هایی وجود دارد، اما ساختار تشریحی گیاهان، تحت تاثیر امواج صوتی قرار می­گیرد و آلودگی صوتی ناشی از حمل و نقل ریلی بعنوان یک تنش محیطی، بافت­های گیاهان را متحمل تغییراتی می­کند. در نتیجه توجه به پوشش گیاهی و محیط زیست در هنگام احداث خط آهن و همچنین به کارگیری تمهیداتی برای کاهش آلودگی صوتی صنعت حمل و نقل و اعمال دستورکار­های مناسب، با توجه به مسائل زیست محیطی برای بررسی سرعت بهینه قطار­ها در مناطق دارای پوشش گیاهی پیشنهاد
می­گردد.    

 

تقدیر و تشکر

نگارندگان از معاونت پژوهشی دانشگاه شهید چمران اهواز به لحاظ تامین هزینه­های این پژوهش (پژوهانه شماره84670 /2/3/93) و همکاری مسئولین محترم اداره کل راه آهن جنوب برای اجرای این تحقیق تقدیر و قدردانی می نمایند.

 [1]     Arbabian S., Majd A., Salaripour S. 2010, The effects of electromagnetic field (EMF) on vegetative organs, pollen development, pollen germination and pollen tube growth of glycine max L., Jornal of Cell & Tissue, 1(1): 35-42. 

[2]     Bhattacharya B., Johri B.M., 1998, Flowering Plants. Taxonomy and phylogeny. Edited by Springer Verlage, Berlin.

[3]     Brattstrom B.H. and Bondello M.C. 1983, Effects of off-road vehicle noise on desert vertebrates. Springer-Verlag. New York. USA. Pp: 167-206.

[4]     Celik S., Uysal I., Menemen Y., Karabacak E. 2005, Morfology, Anatomy, Pollen and Aachen structure of Centaurea consanguinea DC. (Sect. Acrolophus) in Turkey. Pakistan Journal of Botany, 1(1): 85-89.

[5]     Celik S., Uysal T., Memenen Y. 2005, Morphology, Anatomy, Ecology and palynology of two Centaurea species from turkey, Bangladesh Journal of Botany, 37(1): 67-74.

[6]     Creath K., Schwartz GE. 2004, Measuring effects of music, noise and heading energy using a seed germination bioassay. The Journal of Alternative and Complementary Medicine, 10(1): 113-122.

[7]     Ekici N., Dane F.L., Madedova I.M., Huseyinov M. 2007, The effects of different musical elements on root growth and mitosis in onion (allium cepta root apical meristem musical and biological experimental study). Asian Journal of Plant Sciences, 6: 369-373.

[8]     Esau K. Anatomy of seed plants. 1997, 2th Ed. Edited by John Wiley and sons, New York.

[9]     Gagliano M., Stefano M., Daniel R. 2012, Towards understanding plant bioacoustics. Trends plant Science, 17(6): 323-325.

[10] Ghazaie S. 2002, Epidemic of physical agent’s workplace. 2th Ed. Tehran university publication. 57-82.

[11] Hassanien R.H.E., T.-z. H., Li Y.F., and Li. B.M. 2014, Advances in Effects of Sound Waves on Plants. Journal of Integrative Agriculture 13:335-348.

[12] Hemayatkhah Jahromi V., Fatahi E., Nazari M., Jowhary H., Kargar H., 2010, Study on the effects of mobile phone waves on the number of ovarian follicles and levels of FSH, LH, estrogen and progesterone hormones in adult rats. The Journal of Chemical Thermodynamics, 1(1): 27-34.

[13] Hou T.Z., Li M.D. 1994, Experimental evidence of a plant meridian system: III. The sound characteristics of philodendron (Alocasia) and effects of acupuncture on those properties. The American Journal of Chinese Medicine, 22(3-4): 205-214.

[14] Hou T.Z., Li M.D. 1997, Experimental evidence of a plant meridian system: II. The effects of needle acupuncture on the; temperature changes of soybean (Glycine max).The American Journal of Chinese Medicine, 22(2): 103-110.

[15] Hou T.Z., Li M.D. 1997, Experimental evidence of a plant meridian system: V. Acupuncture effect on circumnutation movements of shoots of phaselus vulgaris L.pole bean. The American Journal of Chinese Medicine, 25(3-4): 253-261.

[16] Hou T.Z., Li M.D. 1997, Experimental evidence of a plant meridian system: IV. The effects of acupuncture on growth and metabolism of Phaseolus vulgaris  L. beans. The American Journal of Chinese Medicine25(2): 135-142.

[17] Jia Y., Wang B.C., Wang X.J., Duan C.R., Toyama Y., Sakanishi A. 2003a, Effects of sound wave on the metabolism of chrysanthemum roots. Colloid Surface, 29(2-3): 115-118.

[18] Kaya Z., Organ N., Binzet R., Genc Y. 2000, The exterior-interior morphological characteristics on endemic of Centaurea zeybekii Wagenitz. Second Balkan BotanicalCongress. Istanbul. 1: 469-474.

[19] Keil D.J. 24. Centaurea. 2006, In: Flora of north American North of Mexico Vol, 19.(Magnoliophyta; Asteridae ,part 6: Asteraceae, Part 1). Edited by Oxford University Press, London.

[20] Metcalfe C.R., Chalk L. Anatomy of Dicotyledons. 1950, 1th Ed. Oxford: At the Clarendon Press.

[21] Miedema HM., 2007, Annoyance caused by environmental noise: Elements for

 

evidence – based noise policies. Journal of Social Issues. 63(1): 41-57.

[22] Mozafarian V.A., 1999, Khuzestan flora: Agriculture natural resources research. Khuzestan: Publication Center of Khuzestan Province; 88, 110. (Persian)

[23] O, Brain Jr., W.D. 2007, Ultrasound-biophysical mechanisms. Progress in Biophysics & Molecular Biology, 93(1-3): 212-255.

[24] Rokhina EV., Lens P., Virkutyte J. 2009, Low-frequency ultrasound in biotechnology: State of the art. Trends Biotechnology, 27(5): 298-306.

[25] Schubert S. 2000, The Impacts of Off-Road Vehicle Noise on Wildlife. Road Riporters Handbook. Wildlands CPR.

[26] Uysal I., Celik S., Menemen Y., 2005, Morphology, Anatomy, Pollen and Achene Features of Centaurea polyclada DC. (Sect. Acrolophus)in Turkey, Pakistan Journal of Biology Science, 5(2): 176-180.

[27] Wang B.C., Chen X., Wang Z., Fu Q.Z., Zhou H., Ran L. 2003, Biological effect of sound field stimulation on paddy rice seeds. Colloid surface, 32(1): 29-34.

[28] Wang B.C., Yoshikoshi A., Sakanishi A. 1998, Carrot cell growth response in a stimulate ultrasonic environment. Colloid surface, 12: 89-95.

[29] Wang B.C., Zhao H.C., Duan C.R., Sakanishi A. 2001, The effects of alternative stress on the cell membrane deformability of chrysanthemum callus cells. Colloid surface, 20(4): 321-325.

[30] Wang B.C., Shao J., Li B., Lian J., Duan C.R. 2004, Sound wave stimulation triggers the content change of the endogenous hormone of the Chrysanthemum mayure callus. Colloid surface, 37(3-4): 107-112.

[31] Wang X.J., Wang B.C., Jia Y., Duan C.R., Sakanishi A. 2003a, Effects of sound stimulation on protective enzyme activities and peroxidase of chrysanthemum. Colloid surface, 27(1): 59-63.

[32] Wang XJ., Wang BC., Jia Y., Huo D., Doun CR. 2003b, effects of sound stimulation on cell cycle of chrysanthemum (Gerbera jamesonii). Colloid surface, 29(7): 103-107.

[33] Whittingham T A., 2007, Medical diagnostic applications and sources. Progress in Biophysics & Molecular Biology.93(1-3): 84-110.

[34] Yang X.C., Wang B.C., Duan C.R. 2003, Effects of sound stimulation on energy metabolism of Actinidia Chinese Callus. Colloid surface, 30(1): 67-72.

[35] Yang X.C., Wang B.C., Duan C.R., Dai CY., Jia Y., Wang X.J. 2002, Brief study on physiological effects of sound field on Actinidia Chinese callus.Journal of Chongqing University, 25: 79-84.

[36] Yang X.C., Wang B.C., Ye M. 2004, Effects of different sound intensities on root development of Actinidia Chinese plants, Chinese Journal of Applied & Environmental Biology , 10: 274-276.

[37] Zhang J., 2012, Application progress of plant Audio control technology in agriculture. Ningxia Journal of Agriculture and Forestry Science and Technology, 53(11): 80-81. (In Chinese)

[38] Zhao H.C., Wang B.C., Liu B.A., Cai S.X., Xi B.S. 2002a, The effects of sound stimulation on the permeability of K+ channel of Chrysanthemum  Callus plasma. Calloid surface, 26(4): 329-333.

[39] Zhao HC.,  Zheng L., Zhu T., Xi BS., Wang B.C., Cia S.X., Wang Y.N. 2003, Effect of sound stimulation on Dendranthema morifolium callus growth. Colloid surface, 29(1-3):143-147.