Planten in de strijd om te overleven: hoe ze omgaan met omgevingsstress!

Planten in de strijd om te overleven: hoe ze omgaan met omgevingsstress!

Een interdisciplinair onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Göttingen heeft baanbrekende inzichten opgeleverd in de evolutie van de reacties van planten op omgevingsomstandigheden. De studie, gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschriftNatuurcommunicatieHet gepubliceerde onderzoek onderzoekt hoe vroege landplanten de uitdagingen van hun nieuwe omgeving overwonnen en hun biodiversiteit ontwikkelden. Het team richt zich in het bijzonder op de strategische aanpassingen van planten aan abiotische stress, waaronder temperatuurveranderingen, watertekorten en zoutstress.

De onderzoekers vergeleken algen en landplanten die zich gedurende 600 miljoen jaar onafhankelijk van elkaar ontwikkelden. Een van de belangrijkste ontdekkingen was de genetische gelijkenis in stressreacties tussen deze twee groepen. Met name zygnematofyten, een groep eencellige, draadvormige algen, worden beschouwd als de nauwste verwanten van landplanten en bieden waardevolle inzichten in evolutionaire aanpassingen.

Gemeenschappelijke stressreactiemechanismen

Voor het onderzoek zijn honderden monsters van mos- en algenculturen gebruikt die zijn blootgesteld aan specifieke omgevingsstressoren. Door gebruik te maken van geavanceerde bio-informaticamethoden konden de wetenschappers de reacties gedurende meerdere uren analyseren. Er werd een gemeenschappelijk netwerk van genregulatie geïdentificeerd dat vergelijkbare genetische mechanismen vertoont in evolutionair gescheiden organismen. Prof. Dr. Jan de Vries, de leider van het onderzoek, rapporteerde sterk verbonden genen, zogenaamde ‘hubs’, die deze reacties orkestreren en planten helpen met stress om te gaan.

Ook werden de fysiologische aanpassingen benadrukt die planten ontwikkelen om omgevingsstress te overleven. Deze omvatten het reguleren van stresssignalen, het aanpassen van de stofwisseling en veranderingen in wortelsystemen voor een optimale wateropname en zoutbeheer. Deze aanpassingen zijn van cruciaal belang voor het behoud van de ecologische gezondheid en het veiligstellen van de landbouwopbrengsten. In dit kader ligt de nadruk op studie, het belang van het begrijpen van de fysiologische en genetische reacties van planten.

Planten worden geconfronteerd met de uitdagingen van veranderingen in het milieu en de opgedane kennis zal naar verwachting bijdragen aan de ontwikkeling van klimaatbestendige rassen in de landbouw. Stresshormonen zoals abscisinezuur (ABA) spelen hierbij een belangrijke rol door de waterbalans te reguleren en de stressreactie te beheersen. Toekomstige onderzoeksinspanningen moeten zich verder richten op de krachtige interface tussen planten en hun omgeving en helpen bij het ontwikkelen van strategieën om de weerstand tegen abiotische stress te verbeteren.

Over het geheel genomen vertegenwoordigt dit onderzoek niet alleen een belangrijke vooruitgang in het begrijpen van de aanpassingsmechanismen van planten, maar benadrukt het ook de noodzaak om de genetische diversiteit van planten te behouden en duurzame landbouwpraktijken te bevorderen. De bevindingen kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor het veiligstellen van de voedselproductie en het behoud van de biodiversiteit.