برگ؛ بستری برای انجام فتوسنتز

برگ اندامی است که برای جذب نور خورشید و استفاده ایمن از آن انرژی از طریق فرآیند فتوسنتز برای هدایت بهره‌وری گیاه و از طریق جایگاه گیاهان به عنوان تولیدکنندگان اصلی، برای هدایت بهره‌وری زیست‌کره زمین، بهینه شده است. این اندام نفیس از بافت‌های متعددی تشکیل شده است که هر کدام عملکردهای منحصر به فردی دارند و به صورت هم‌افزایی برای موارد زیر کار می‌کنند: (1) رساندن آب، مواد مغذی، سیگنال‌ها و گاهی اوقات ترکیبات کربنی غنی از انرژی در سراسر برگ (بافت چوبی)؛ (2) رساندن مولکول‌ها و سیگنال‌های کربنی غنی از انرژی در داخل برگ در طول رشد آن و سپس از برگ به گیاه پس از بلوغ برگ (فلوئم)؛ (3) تنظیم تبادل گازها بین برگ و جو (اپیدرم و روزنه)؛ (4) تعدیل تابشی که به بافت‌های برگ نفوذ می‌کند (تریکوم‌ها، کوتیکول و اپیدرم زیرین آن)؛ (5) برداشت انرژی نور خورشید مرئی برای تبدیل آب و دی‌اکسید کربن به قندهای غنی از انرژی یا الکل‌های قندی برای صادرات به بقیه گیاه (مزوفیل نردبانی و اسفنجی)؛ و (6) ذخیره قندها و/یا نشاسته در طول روز برای تغذیه گیاه در طول شب و/یا اسیدها در طول شب برای پشتیبانی از فتوسنتز ناشی از نور در طول روز (مزوفیل نردبانی و اسفنجی). کنترل‌های تنظیمی مختلفی که در طول تاریخ تکاملی هر گونه گیاهی شکل گرفته‌اند، منجر به تنوع باورنکردنی شکل برگ در سراسر قلمرو گیاهان می‌شوند. برنامه‌ریزی ژنتیکی همچنین در ایجاد تنظیمات فنوتیپی سازگاری که عملکرد برگ را در پاسخ به مجموعه‌ای خاص از شرایط محیطی و تأثیرات زیستی تجربه شده توسط گیاه بهینه می‌کند، انعطاف‌پذیر است. علاوه بر این، برگ‌ها و فرآیندهای اولیه انجام شده توسط برگ، از طریق شبکه‌های تنظیمی متعدد در مقیاس‌های زمانی از ثانیه تا فصل، به تغییرات در محیط خود و وضعیت گیاه پاسخ می‌دهند. این کتاب یافته‌های آزمایشگاه‌های پیشرو در تحقیقات در مورد جنبه‌های مختلف عملکرد برگ را با تأکید ویژه بر رابطه با فتوسنتز گردآوری می‌کند.