Kaliforniában, a Halál-völgyben, ahol a nyáron a hőmérséklet rendszeresen meghaladja a 49 Celsius-fokot, az élet szinte majdnem lehetetlennek tűnik. Mégis létezik egy őshonos növény, ami a Halál-völgy repedezett földjében, a vakító napfényben nem csak túlél, de burjánzik is. A Michigan Állami Egyetem tudósai azt vizsgálják, hogyan képes az élet virágzani rendkívüli hőségben és így olyan terményeket létrehozni, amik alkalmazkodnak a változó éghajlathoz.
A Current Biology tudományos magazinban publikált dolgozatukban a Michigan Állami Egyetem tudósai arról számolnak be, hogy a Tidestromia oblongifolia gyorsabban nő a Halál-völgy nyári körülményei között, mert gyorsan szabályozza a fotoszintetikus rendszerét, hogy kiállja a hőséget. Hogy képes ez a növény zöld és életerős maradni ott, ahol a legtöbb más növény órák alatt elszáradna? Amikor először a laborba vitték a növény magjait, küzdöttek, hogy növekedésre bírják őket. De amint a Halál-völgy körülményeit utánozták, beindultak a növények. A kutatók külön rendelésre gyártott növény termesztő kamrákat használtak, hogy igazi halál-völgyi nyarat hozzanak létre, azt az intenzív fényt és hőmérséklet ingadozást. A kutatók megdöbbenésére ekkor a Tidestromia oblongifolia 10 nap alatt megháromszorozta a biomasszáját. A közeli rokon fajok azonban, melyeket gyakran dicsérnek hőtűrésük miatt, teljesen megálltak a növekedésben. Pusztán két napi extrém hőségnek való kitettség után a növény megemelte fotoszintetikus komfortzónáját, ezáltal folyamatosan képes volt energiát termelni. Két héten belül optimális fotoszintetikus hőmérséklete elérte a 45 Celsius-fokot, ami magasabb, mint bármely ismert fontos gabonafajé. Ez a valaha dokumentált leghőtűrőbb növény. Ha kutatók rájönnek, hogyan akklimatizálódik a hőséghez a Tidestromia oblongifolia, akkor segíthetik a gabonák melegedő bolygóhoz való alkalmazkodását - írja az origo.hu.
A Halál-völgy növénye segítheti reziliens növények létrehozását
Fiziológiai mérésekkel, képalkotással és genomikai elemzéssel a kutatók felfedezték, hogy a Tidestromia oblongifolia figyelemre méltó rezilienciája onnan származik, hogy sokszoros biológiai rétegeiben koordinált változások történnek. A Halál-völgy szerű hőségben a növény energiatermelő sejtszervecskéje, a mitokondrium visszakerül a kloroplasztisz mellé, ahol a fotoszintézis történik. Maguk a kloroplasztiszok alakot változtatnak, megkülönböztető csésze szerű szerkezetet formálva, melyet korábban sosem láttak magasabb rendű, edényes, azaz erekkel rendelkező növényeknél. Lehetséges, hogy ezek segítik a szén-dioxid hatékonyabb befogását és újrahasznosítását, stabilizálva az energiatermelést stresszes körülmények között. Időközben több ezer gén kapcsolja át aktivitását 24 órán belül. Sokuknak abban van szerepe, hogy védjék a fehérjéket, a membránokat és a fotoszintetikus szerkezetet a hőkárosodástól. A növény egy fontos enzim, a Rubisco activase termelését is fokozta, ami elősegítheti, hogy a fotoszintézis folyamatosan és egyenletesen működjön magas hőmérsékleten.
A globális hőmérséklet előreláthatóan 5 Celsius-fokkal emelkedni fog az évszázad végére és a hőhullámok már csökkentik a fő gabonák, például a búza, a kukorica, a szójabab terméshozamát. Mivel a világ populációja folyamatosan növekszik, a tudósok keresik a módját, hogy növeljék az élelmiszertermelést. Ha sikerülne átmásolni a Tidestromia oblongifolia mechanizmusát a gabonákba, olyanná lehetne alakítani a mezőgazdaságot, ami jól tűri a melegebb éghajlatot.
A növénybiológia évtizedeken át leginkább olyan modell fajokra fókuszált, amelyeket könnyű termeszteni, mint pl. az Arabidopsis, vagy az olyan gabonanövényekre, mint a rizs, vagy a kukorica. A Tidestromia oblongifolia azonban egy új határterület, ami elősegítheti a reziliencia fejlesztését. A sivatagi növények évmilliókon át megoldották azokat a feladatokat, amikkel mi csak most kezdünk szembe nézni. Az olyan eszközökkel mint a genomika, nagy felbontású képalkotás és a rendszerbiológia, tanulhatunk tőlük. A kutatók azon dolgoznak, hogy a gabonaterményeket erősebbé tegyék, és képesek legyen alkalmazkodni a változó éghajlathoz.
Kövesse a Kárpátinfo.net oldalunkat: Facebook, Telegram, Twitter!
Legfrissebb híreink: Ukrajnai háború, Mozgósítás, Kárpátalja hírek, Ukrajna elnöke
