„Plantele extreme”, care cresc atunci când sunt stresate

Atunci când se confruntă cu condiții prea uscate, sărate sau reci, majoritatea plantelor încearcă să-și conserve resursele. Ele dezvoltă mai puține frunze și rădăcini și își închid porii pentru a reține apa. Dacă circumstanțele nu se îmbunătățesc, ei mor în cele din urmă. Însă acest lucru nu este valabil și pentru „plantele extreme”.

Unele plante, cunoscute sub denumirea de extremofite, au evoluat pentru a face față unor medii dure. Schrenkiella parvula, din familia muștarului, crește în condiții vitrege care ar ucide majoritatea plantelor, scrie Eurek Alert.

• Cercetătorii cred că ochii vertebratelor au fost inițial un singur ochi în vârful capului
• Cum se împerechează caracatițele: un braț care găsește și fertilizează femela

Această plantă crește de-a lungul malului lacului Tuz din Turcia, unde concentrațiile de sare din apă pot fi de 6 ori mai mari decât în ocean. Într-o lucrare publicată în Nature Plants, cercetătorii de la Universitatea Stanford au descoperit că Schrenkiella parvula crește de fapt mai repede în aceste condiții stresante.

Cum funcționează plantele extreme?

„Majoritatea plantelor produc un hormon de stres care acționează ca un semnal de oprire a creșterii. Dar pentru plantele extreme, acest semnal dă undă verde. Planta își accelerează creșterea ca răspuns la acest hormon de stres”, a spus José Dinneny, profesor asociat de biologie la Stanford, autorul principal al lucrării.

Dinneny și colegii săi studiază Schrenkiella parvula pentru a înțelege mai bine modul în care unele plante fac față condițiilor dificile. Descoperirile lor i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să creeze culturi care sunt capabile să crească în sol de calitate inferioară și să se adapteze la stresul schimbărilor climatice.

„Odată cu schimbările climatice, nu ne putem aștepta ca mediul să rămână același. Recoltele noastre vor trebui să se adapteze la aceste condiții aflate în schimbare rapidă. Dacă putem înțelege mecanismele pe care le folosesc plantele pentru a tolera stresul, le putem ajuta să o facă mai bine și mai rapid”, a spus Ying Sun, cercetător postdoctoral la Institutul Salk, care și-a luat doctoratul la Stanford, și el autor principal al lucrării.

Un răspuns surprinzător

Schrenkiella parvula este un membru al familiei Brassicaceae, care conține varză, broccoli, napi și alte culturi alimentare importante. În zonele în care se preconizează că schimbările climatice vor crește durata și intensitatea secetelor, ar fi valoros dacă aceste culturi ar fi capabile să reziste sau chiar să prospere în acele perioade de secetă.

Atunci când plantele se confruntă cu condiții uscate, sărate sau reci (toate acestea creând un stres legat de apă), ele produc un hormon numit acid abscisic sau ABA. Acest hormon activează anumite gene, în esență spunându-i plantei cum să răspundă.

Cercetătorii au examinat modul în care mai multe plante din familia Brassicaceae, inclusiv Schrenkiella parvula, au răspuns la ABA. În timp ce creșterea celorlalte plante a încetinit sau s-a oprit, rădăcinile Schrenkiella parvula au crescut semnificativ mai repede.

Schrenkiella parvula este strâns legată de celelalte plante din studiu și are un genom de dimensiuni foarte asemănătoare, dar ABA activează diferite secțiuni ale codului său genetic pentru a crea un comportament complet diferit.

„Recablarea acelei rețele explică, cel puțin parțial, de ce primim aceste răspunsuri de creștere diferite la speciile tolerante la stres”, a spus Dinneny.

Viitoarele culturi alimentare

Înțelegând acest răspuns la stres și modul de proiectare a acestuia în alte specii ar putea fi mult mai util nu doar pentru culturile alimentare, a spus Dinneny.

Schrenkiella parvula este, de asemenea, legată de mai multe specii de semințe oleaginoase care au potențialul de a fi concepute și utilizate ca surse durabile de combustibil pentru avioane sau alți biocombustibili.

Dacă plantele obișnuite pot fi adaptate pentru a crește în condiții de mediu mai dure, precum cele în care cresc plantele extreme, ar exista mai mult teren disponibil pentru cultivarea lor.

„Am putea crește culturi bioenergetice pe terenuri care nu sunt potrivite pentru cultivarea alimentară; să zicem, un câmp agricol cu sol degradat sau care a acumulat salinitate din cauza irigațiilor necorespunzătoare. Aceste zone nu sunt considerate terenuri agricole de calitate, ci terenuri care altfel ar fi abandonate”, a spus Dinneny.

Cercetătorii vor să creeze plante înrudite cu plantele extreme

Dinneny și colegii săi continuă să investigheze rețeaua de răspunsuri care ar putea ajuta plantele să supraviețuiască în condiții extreme. Acum că au o idee despre cum își susține creșterea Schrenkiella parvula atunci când are de-a face cu resurse limitate de apă și cu o salinitate ridicată, cercetătorii vor încerca să creeze plante înrudite pentru a putea face același lucru, modificând genele activate de ABA.

„Încercăm să înțelegem care este ‘sosul secret’ pentru aceste specii de plante, ce le permite să crească în aceste medii unice și cum putem folosi aceste cunoștințe pentru a crea trăsături specifice în culturile noastre”, a spus Dinneny.

Vă recomandăm să citiți și:

Premieră în studiul fosilelor. Semințele au încolțit într-un con de brad păstrat în chihlimbar

Specii de plante necunoscute au fost găsite pe stânca sacră Uluru din Australia

ADN-ul celui mai mare cartof din lume va fi testat pentru a stabili dacă este într-adevăr cartof

O specie nouă de copac a primit numele actorului Leonardo DiCaprio