Zmiana klimatu: Rośliny znajdują sposób, aby uzbroić się przed suszą!

Zmiana klimatu: Rośliny znajdują sposób, aby uzbroić się przed suszą!

Okresy suche i intensywne nasłonecznienie mają znaczący wpływ na rośliny narażone na nadmierną utratę wody. Środki zaradcze obejmują złożone wzajemne oddziaływanie procesów biologicznych. Ważnym elementem w tym kontekście jest hormon roślinny kwas abscysynowy (ABA), który produkowany jest w różnych organach roślin, takich jak liście, korzenie i dojrzewające owoce. Odgrywa kluczową rolę w reakcji roślin na niedobór wody, aktywując komórki ochronne, zwane również aparatami szparkowymi, i zachęcając je do zamykania porów w celu oszczędzania wody. Głośny Uniwersytet w Heidelbergu Aktywacja kompleksu syntazy cysteiny w chloroplastach sprzyja biosyntezie ABA, a następnie zamknięciu porów.

Kompleks syntazy cysteiny składa się z dwóch enzymów i ocenia różne sygnały w celu aktywacji komórek ochronnych. Sygnały te obejmują między innymi siarczan sygnałowy składników odżywczych i małą cząsteczkę białka, która jest transportowana z korzenia do pędu, gdy tylko gleba wyschnie. Dodatkowo silne natężenie światła wytwarza pewien hormon roślinny, który również wpływa na aktywację kompleksu. Wyniki badań pokazują, że metabolizm chloroplastów aktywnie reaguje na sygnały stresowe i kontroluje adaptacje do warunków środowiskowych.

Mechanizmy adaptacyjne i badania w biologii roślin

Innym interesującym aspektem jest opracowanie specjalnej rośliny Arabidopsis, która może lepiej radzić sobie z suszą w glebie, nie wpływając negatywnie na jej wzrost. Postępy te są szczególnie ważne, ponieważ wysiłki na rzecz opracowania nowych strategii poprawiających odporność upraw na skutki zmiany klimatu. Prace badawcze na ten temat sfinansowano m.in. przy wsparciu Niemieckiej Fundacji Badawczej i opublikowano w specjalistycznym czasopiśmie „Nature Communications”.

Rola ABA w regulacji reakcji roślin na stres jest dobrze udokumentowana. Oprócz zamykania aparatów szparkowych hamuje wzrost roślin i kiełkowanie nasion. Te właściwości czynią go ważnym antagonistą hormonów takich jak auksyny i gibereliny, które stymulują wzrost. Ustalenia dotyczące ABA wyjaśniono w kontekście wyzwań związanych ze zmianami klimatycznymi, gdzie ekstremalne zjawiska pogodowe, takie jak powodzie, grad i susza, silnie wpływają na zdolności adaptacyjne roślin Badania roślin.

Perspektywy przyszłych badań

Pomimo postępu pozostaje wiele otwartych pytań dotyczących mechanizmów, dzięki którym rośliny wyczuwają warunki środowiskowe i reagują na nie. Zmiana klimatu zmusza naukowców do lepszego zrozumienia składników molekularnych powstających w wyniku niedoboru wody. Jakich sygnałów używają rośliny, aby zareagować na suszę lub powódź? Możliwe sygnały obejmują zmianę parametrów hydraulicznych i napięcie w ksylemie.

Wyjątkowa zdolność roślin do aktywnego kontrolowania swoich reakcji na stresy abiotyczne jest dalej badana w ramach zaawansowanych podejść badawczych, takich jak badania całego genomu i analizy oparte na sztucznej inteligencji. Celem jest lepsze zrozumienie kompromisów, jakie rośliny muszą poczynić, aby zareagować na stres i tego, jak te adaptacje mogą wpływać na inne procesy życiowe. Więcej informacji na temat tych procesów rozwojowych i związanych z nimi wyzwań można znaleźć na stronie internetowej Badania roślin.