Rośliny bronią się same: sygnały elektryczne jako tajna broń przeciwko chorobom!

Rośliny bronią się same: sygnały elektryczne jako tajna broń przeciwko chorobom!

10 marca 2025 r. naukowcy z Uniwersytetu w Münster, kierowani przez prof. dr Gundulę Noll i dr Alexandrę Furch z Uniwersytetu w Jenie, przedstawili ekscytujące odkrycia dotyczące odpowiedzi immunologicznej roślin. Stanowi to naturalny mechanizm ochronny, który działa analogicznie do odpowiedzi immunologicznej u zwierząt, ale działa poprzez inne mechanizmy. Rośliny wykorzystują sygnały elektryczne do obrony przed patogenami i nie mają krążącego układu odpornościowego jak zwierzęta.

Obecne badania skupiają się na tym, jak rośliny radzą sobie z różnymi patogenami. Po wykryciu atakującego komórki wysyłają chemiczne i elektryczne sygnały alarmowe, które rozprzestrzeniają się przez łyko, które zwykle jest odpowiedzialne za transport składników odżywczych. Rośliny aktywują swoje mechanizmy obronne bez wywoływania gorączki, co podkreśla różnicę w stosunku do odpowiedzi immunologicznych zwierząt.

Mechanizmy odpowiedzi immunologicznej roślin

Mechanizmy obronne roślin można podzielić na dwie główne kategorie: odporność na rozpoznawanie wzorców i odporność na rozpoznawanie efektorów. Ten pierwszy rozpoznaje cząsteczki drobnoustrojów poprzez wyspecjalizowane receptory w błonie komórkowej, podczas gdy drugi atakuje cząsteczki efektorowe, które patogeny mogą wykorzystać do tłumienia odpowiedzi immunologicznej.

Centralnym aspektem odpowiedzi immunologicznej roślin jest wytwarzanie impulsów elektrycznych wyzwalanych przez kanały jonowe w błonie komórkowej. Aktywują one reakcje łańcuchowe, w wyniku których powstają fale elektryczne, które następnie aktywują sygnały chemiczne, takie jak jony wapnia i reaktywne związki tlenu. Mechanizm wykazano u gatunków roślin, takich jak rzeżucha i bób, co wskazuje na ewolucyjną zasadność tej reakcji.

Dodatkowo białka SEOR w łyku odgrywają rolę w odpowiedzi immunologicznej. Co ciekawe, badania pokazują, że rośliny wykazują ogólnoustrojowo zwiększoną odporność po zakażeniu patogenem, nawet na obszarach niezakażonych. Tej zwiększonej odporności sprzyja synteza kwasu salicylowego, który wytwarza lipid transportowany przez łyko.

Zrozumienie tych procesów ma kluczowe znaczenie dla zrównoważonej ochrony upraw. Celem jest opracowanie odmian roślin, które będą w stanie bronić się przed nowymi patogenami. Naukowcy podkreślają, że mechanizmy odpowiedzi immunologicznej roślin są różnorodne i złożone, co kładzie podwaliny pod przyszłe zastosowania w rolnictwie.

Odkrycia mogą doprowadzić do opracowania nowych technologii manipulowania odpowiedziami odpornościowymi roślin w celu zwiększenia odporności upraw. W czasopiśmie ukazała się oryginalna publikacja z badaniaPostęp nauki.

Szczegółowe informacje na temat odpowiedzi immunologicznej roślin i jej mechanizmów zob Wikipedia I Badania roślin.