Изменение на климата: Растенията намират начини да се въоръжат срещу сушата!

Изменение на климата: Растенията намират начини да се въоръжат срещу сушата!

Сухите периоди и интензивната слънчева светлина имат значително въздействие върху растенията, които са изложени на риск от прекомерна загуба на вода. Противодействията включват сложно взаимодействие на биологични процеси. Важен елемент в този контекст е растителният хормон абсцицинова киселина (ABA), който се произвежда в различни растителни органи като листа, корени и зреещи плодове. Той играе решаваща роля в отговора на растенията при недостиг на вода, като активира предпазните клетки, известни също като устицата, и ги насърчава да затворят порите си, за да пестят вода. Силно Хайделбергски университет Активирането на цистеин синтазния комплекс в хлоропласта насърчава биосинтезата на ABA и след това затварянето на порите.

Комплексът цистеин синтаза се състои от два ензима и оценява различни сигнали за активиране на защитните клетки. Тези сигнали включват, между другото, хранителния сигнален сулфат и малка протеинова молекула, която се транспортира от корена до издънката веднага щом почвата изсъхне. В допълнение, силният интензитет на светлината произвежда определен растителен хормон, който също влияе върху активирането на комплекса. Резултатите от изследването показват, че метаболизмът в хлоропластите реагира активно на сигналите за стрес и контролира адаптациите към условията на околната среда.

Механизми на адаптация и изследвания в растителната биология

Друг интересен аспект е разработването на специално растение Arabidopsis, което може да се справи по-добре със сушата в почвата, без да бъде засегнато в растежа. Този напредък е особено важен като усилия за разработване на нови стратегии за подобряване на устойчивостта на културите към въздействието на изменението на климата. Изследователската работа по това беше финансирана, наред с другото, с подкрепата на Германската изследователска фондация и публикувана в специализираното списание „Nature Communications“.

Ролята на ABA в регулирането на реакциите на растенията към стрес е добре документирана. В допълнение към затварянето на устицата, той инхибира растежа на растенията и покълването на семената. Тези свойства го правят важен антагонист на хормони като ауксини и гиберелини, които стимулират растежа. Констатациите на ABA се обясняват в контекста на предизвикателствата на изменението на климата, където екстремни метеорологични явления като наводнения, градушка и суша оказват силно влияние върху адаптивността на растенията Изследване на растенията.

Перспективи за бъдещи изследвания

Въпреки напредъка, остават много отворени въпроси относно механизмите, чрез които растенията усещат и реагират на условията на околната среда. Изменението на климата принуждава учените да разберат по-добре молекулярните компоненти, които създава недостигът на вода. Какви сигнали използват растенията, за да реагират на суша или наводнения? Възможните сигнали включват променени хидравлични параметри и напрежение в ксилемата.

Уникалната способност на растенията активно да контролират реакциите си на абиотичен стрес се изследва допълнително чрез усъвършенствани изследователски подходи, като проучвания за целия геном и анализи, задвижвани от AI. Целта е да се разберат по-добре компромисите, които растенията трябва да направят, за да отговорят на стреса и как тези адаптации могат да повлияят на други жизненоважни процеси. Допълнителна информация за тези процеси на развитие и техните предизвикателства може да бъде намерена на уебсайта Изследване на растенията.