প্রথমবারের মতো উদ্ভিদের শ্বাসপ্রশ্বাস প্রক্রিয়া সরাসরি দেখার সুযোগ পেয়েছেন বিজ্ঞানীরা। যুক্তরাষ্ট্রের ইউনিভার্সিটি অব ইলিনয় আরবানা-শ্যাম্পেইনের গবেষকরা এমন একটি যুগান্তকারী প্রযুক্তি উদ্ভাবন করেছেন, যার মাধ্যমে উদ্ভিদের পাতায় থাকা ক্ষুদ্র ছিদ্র বা স্টোমাটার কার্যপ্রণালি চাক্ষুষভাবে পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হয়েছে।
বিজ্ঞানীরা বহুদিন ধরেই জানতেন, উদ্ভিদ পাতার অতি সূক্ষ্ম ছিদ্র স্টোমাটার মাধ্যমে শ্বাসপ্রশ্বাস পরিচালনা করে। এই স্টোমাটার মাধ্যমেই উদ্ভিদ আলোকসংস্লেষণের জন্য কার্বন ডাই-অক্সাইড গ্রহণ করে এবং একই সঙ্গে অক্সিজেন ও জলীয় বাষ্প নির্গত করে। তবে এতদিন এই প্রক্রিয়া সরাসরি দেখা সম্ভব হয়নি।
গবেষকরা ‘স্টোমাটা ইন-সাইট’ নামের একটি উন্নত যন্ত্র তৈরি করেছেন, যা নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে উদ্ভিদের এই শ্বাসপ্রশ্বাস প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করতে সক্ষম। এতে উচ্চ রেজোলিউশনের কনফোকাল মাইক্রোস্কোপ, অত্যন্ত নির্ভুল গ্যাস-আদান-প্রদান পরিমাপক ব্যবস্থা এবং উন্নত মেশিন লার্নিংভিত্তিক ইমেজ বিশ্লেষণ সফটওয়্যার ব্যবহার করা হয়েছে।
পরীক্ষার সময় পাতার একটি ছোট অংশ হাতের তালু-আকারের একটি বিশেষ চেম্বারের মধ্যে রাখা হয়। সেখানে তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, আলো, কার্বন ডাই-অক্সাইডের মাত্রা এবং পানির প্রাপ্যতা অত্যন্ত সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। গবেষক দলের ধারণ করা ভিডিওতে উদ্ভিদের কার্বন ডাই-অক্সাইড শোষণ এবং অক্সিজেন ও জলীয় বাষ্প নির্গমনের গতিশীল প্রক্রিয়া স্পষ্টভাবে দেখা গেছে।
গবেষণায় দেখা যায়, আলো থাকলে স্টোমাটা খোলে এবং অন্ধকারে বন্ধ হয়ে যায়। এর মাধ্যমে একদিকে আলোকসংস্লেষণ সম্ভব হয়, অন্যদিকে পাতার ভেতর থেকে পানির অপচয় নিয়ন্ত্রণে থাকে। এই সূক্ষ্ম ভারসাম্যই উদ্ভিদের সুস্থতা বজায় রাখে।
ইউনিভার্সিটি অব ইলিনয়ের প্ল্যান্ট বায়োলজি বিভাগ ও ইনস্টিটিউট ফর জেনোমিক বায়োলজির অধ্যাপক অ্যান্ড্রু লিকি জানান, এই গবেষণার মাধ্যমে স্টোমাটার খোলা ও বন্ধ হওয়ার পেছনের ভৌত ও রাসায়নিক সংকেত সম্পর্কে নতুন ধারণা পাওয়া গেছে। এতে ভবিষ্যতে এমন ফসলের জাত উদ্ভাবন সম্ভব হবে, যেগুলো কম পানিতে বেশি উৎপাদন দিতে পারবে।
গবেষকরা মনে করছেন, জলস্বল্পতা ও জলবায়ু পরিবর্তনের চ্যালেঞ্জ মোকাবিলায় এই প্রযুক্তি কৃষি খাতে বৈপ্লবিক পরিবর্তন আনতে পারে। ইউনিভার্সিটি অব ইলিনয় আরবানা-শ্যাম্পেইন ইতোমধ্যে প্রযুক্তিটির পেটেন্ট নিয়েছে। যদিও এটি এখনো বাণিজ্যিকভাবে বাজারে আসেনি। গবেষণাটি বৈজ্ঞানিক সাময়িকী প্ল্যান্ট ফিজিওলজি জার্নালে প্রকাশিত হয়েছে।