Веќе една деценија научниците веруваат дека растенијата ја чувствуваат температурата најмногу преку специјализирани протеини, претежно ноќе кога воздухот е ладен. Новите истражувања сугерираат дека во текот на денот друг сигнал презема контрола. Шеќерот, произведен на сончева светлина, им помага на растенијата да детектираат топлина и да одлучат кога да растат.
Студијата, предводена од Менг Чен, професор по клеточна биологија на Универзитетот во Калифорнија, „Риверсајд“, покажува дека растенијата се потпираат на повеќе системи за детекција на топлина и дека шеќерот игра централна и претходно непозната улога во одговорот на дневната температура. Наодите го преобликуваат долгогодишниот поглед на тоа како растенијата комуницираат со нивната околина и би можеле да влијаат врз идните стратегии за земјоделство отпорно на климатски промени.
За да го истражат сето тоа, истражувачите користеле арабидопсис, мало цветно растение кое е омилено во генетските лаборатории. Тие ги изложиле садниците на различни температури, од 12 до 27 степени Целзиусови, под различни услови на осветлување, и го следеле издолжувањето на нивните стебла на садниците, познати како хипокотили - класичен индикатор за реакција на растот на топлина.
Тие откриле дека фитохром Б, протеин што е чувствителен на светлина, може да детектира топлина само под слаба светлина. Во светли услови што имитираат пладневна сончева светлина, неговата функција за чувствување на температурата била ефикасно исклучена. Сепак, растенијата сè уште реагирале на топлина, растејќи повисоки дури и кога термосензорската улога на фитохром Б била значително намалена. Тоа, вели Чен, укажувало на присуството на други сензори.
Една индикација дошла од студиите за мутант на фитохром Б, на кој му недостасувала термосензорска функција. Овие мутантни растенија можеле да реагираат на топлина само кога се одгледувале на светлина. Кога се одгледувале во темница, без фотосинтеза, им недостасувале хлоропласти и не растеле повисоки како одговор на топлина. Но, кога истражувачите го дополниле медиумот за растење со шеќер, одговорот на температурата се вратил.
-Тогаш сфативме дека шеќерот не само што го поттикнува растот, туку дејствуваше како сигнал, кажувајќи му на растението дека е топло – истакнал Чен.
Понатамошните експерименти покажале дека повисоките температури го активираат разградувањето на скробот складиран во листовите, ослободувајќи сахароза. Овој шеќер, пак, го стабилизира протеинот познат како ПИФ4, главен регулатор на растот. Без сахароза, ПИФ4 брзо се разградувал. Со него, протеинот се акумулирал, но станал активен само кога друг сензор, ЕЛФ3, исто така реагирал на топлината со тргнување настрана.
Студијата открива нијансиран, повеќеслоен систем. Во текот на денот, кога светлината се користи како извор на енергија за претворање на јаглерод диоксидот во шеќер, растенијата исто така развиле механизам базиран на шеќер, за да ги детектираат промените во животната средина. Како што се зголемуваат температурите, складираниот скроб се претвора во шеќер, што потоа им овозможува на клучните протеини за раст да ја вршат својата работа.
Наодите би можеле да имаат практични импликации. Бидејќи климатските промени предизвикуваат температурни екстреми, разбирањето како и кога растенијата ја чувствуваат топлината, би можело да им помогне на научниците да одгледуваат култури кои растат попредвидливо и поотпорно под стрес.
Извор: phys.org
Фото: Freepik