Në dy botime, biologët e Utrecht dhe kolegët ndërkombëtarë përshkruajnë proceset e përdorura nga bimët për t'u përshtatur me ngrohtësinë. Zbulimet ofrojnë njohuri se si bimët funksionojnë në mënyrë optimale nën temperatura të larta jo optimale. Gjithashtu mund të sigurojë një gur drejt kontrollit të rritjes së bimëve dhe t'i bëjë ato më rezistente ndaj ngrohjes globale. Studiuesit publikojnë rezultatet e tyre në The Plant Journal dhe Nature Communications.
Arinjtë polarë në shkretëtirë
Megjithatë, shumë specie bimore kanë zhvilluar mënyra për të përballuar temperaturat më të larta. "Ndryshe nga kafshët, shumë bimë mund të përshtatin formën e trupit të tyre në përgjigje të ngrohtësisë dhe faktorëve të tjerë mjedisorë," thotë studiuesi Martijn van Zanten, i cili është i lidhur me Universitetin e Utrecht dhe ka kontribuar në të dy botimet. “Kafshët janë një histori krejtësisht e ndryshme. E thënë thjesht, nëse vendosni një ari polar në shkretëtirë, ai përsëri do të duket si një ari polar me një pallto lesh të trashë. Por nëse një bimë rritet në kushte më të ngrohta, ajo do të përshtatë formën e trupit të saj në përputhje me rrethanat. Në këtë mënyrë, bima përpiqet të funksionojë në mënyrë optimale në këto kushte më pak të favorshme. "
Nga forma bimore kompakte në të hapura
Shumë lloje të bimëve mund të përshtatin formën e kërcellit dhe gjetheve të tyre për t'i bërë ato më rezistente ndaj temperaturave të larta. Kjo është gjithashtu e vërtetë për kremin e thalës (Arabidopsis thaliana), e konsideruar nga shumë biologë të bimëve si modeli i tyre i preferuar i bimëve. Në kushte të ftohta, këto bimë janë kompakte dhe kanë gjethet e tyre afër tokës. Kur temperaturat rriten, ato marrin një qëndrim më të hapur. Gjethet, për shembull, bëhen më të drejta. Kjo zvogëlon shumë rrezatimin e drejtpërdrejtë nga dielli. Përveç kësaj, kërcet e gjetheve do të shtrihen, duke lejuar që më shumë erë të kalojë gjethet dhe të shpërndajë nxehtësinë.
Shtrirja e dëshiruar dhe e padëshiruar
Megjithatë, në të korrat dhe lulet (e prera), ky lloj shtrirjeje shpesh është i padëshiruar. Prodhuesit duan të kontrollojnë këto ndryshime pasi shtrirja mund të pengojë cilësinë e produktit. "Por në të njëjtën kohë, përshtatja është e nevojshme për t'i bërë të lashtat më rezistente ndaj temperaturave më të larta që vijnë nga ndryshimet klimatike. Kjo është e nevojshme për të ruajtur prodhimin në një afat më të gjatë, "thotë Van Zanten.
Bërja e bimëve më tolerante ndaj klimës
"Shumë të lashta të kultivuara kanë humbur aftësinë për t'iu përgjigjur mirë temperaturave më të larta," thotë Van Zanten. "Në të lashtat e ndryshme, ajo u zhduk gjatë procesit të zbutjes dhe mbarështimit pasi mbarështuesit kryesisht u përqëndruan në tipare të tjera."
Me ndryshimin e klimës që rrit temperaturat, Van Zanten thotë se ka një nevojë në rritje për t'i bërë bimët më tolerante ndaj klimës. "Kjo kërkon njohuri se si bimët përballojnë temperaturat më të larta. Si i konvertojnë ato sinjalet e temperaturës që marrin në përshtatje të rritjes? Hulumtimi i mekanizmave molekularë me të cilët bimët përshtaten me temperaturën nënoptimale, lejon mjete për të rregulluar arkitekturën e të lashtave përmes mbarështimit. "
Mekanizmi molekular ndez qëndrimin e nxehtësisë
Bimët e kremit Thale që nuk përshtaten më me temperaturat e larta mund të rimarrin atë aftësi kur ekspozohen ndaj kimikateve të caktuara. Kjo u zbulua nga një ekip kërkimor ndërkombëtar i udhëhequr nga Van Zanten. Ekipi testoi një numër të madh të substancave në një mutant të kreshtës së thales që nuk përshtatet më me temperaturat e larta. Ata gjetën një molekulë që mund të "ndezë" përshtatjen ndaj temperaturës së lartë në bimët e reja, madje edhe në temperatura të ulëta.
Studiuesit e quajnë këtë kompleks 'Heatin'. Duke modifikuar kimikisht molekulën dhe më pas duke studiuar se cilat proteina mund të lidhen me ngrohjen, ata gjetën një grup proteinash të quajtura nitrilaza. Nëngrupi i identifikuar dihet se ndodh vetëm në lakra dhe specie të lidhura, përfshirë kremin e thales.
Së bashku me një kompani të mbarështimit të bimëve, biologët zbuluan se me të vërtetë speciet e lakrës i përgjigjen ngrohjes. Ata gjithashtu zbuluan se nitrilaset janë të nevojshme për t'u përshtatur me temperaturën e lartë, ndoshta sepse ato mundësojnë prodhimin e auksinës së hormonit të rritjes së mirënjohur. Studiuesit e botuan këtë zbulim në The Plant Journal.
Rruga e re për përshtatjen e temperaturës së lartë
Publikimi i rezultateve të Heatin përkon me një botim tjetër, sot në Nature Communications. Ky hulumtim u drejtua nga shkencëtarët në institutin VIB në Belgjikë, me Van Zanten gjithashtu të përfshirë. Ekipi zbuloi një proteinë të papërshkruar më parë që rregullon mënyrën e përshtatjes së bimëve në një mjedis më të ngrohtë. Proteina u quajt MAP4K4/TOT3, me TOT që do të thotë Synimi i Temperaturës.
Çuditërisht, procesi i drejtuar nga TOT3 është kryesisht i pavarur nga të gjitha rrugët e tjera të sinjalizimit që biologët deri më tani kanë lidhur me përshtatjen e ngrohtësisë në bimë. Përveç kësaj, përshtatjet nga TOT3 nuk duket të jenë të varura nga sasia dhe përbërja e dritës që shkëlqen në një bimë.
Van Zanten: “Ka një mbivendosje të madhe në mekanizmat molekularë me anë të të cilave bimët përshtatin rritjen ndaj ndryshimit të përbërjes së dritës dhe temperaturës së lartë. Me TOT3, ne tani kemi një faktor në dispozicion me të cilin ne mund të kontrollojmë rritjen nën temperatura të larta, pa ndërhyrë në mënyrën se si bima merret me dritën. "
Aplikime të gjera
"Ajo që e bën atë edhe më interesante," thotë Van Zanten, "është se TOT3 luan një rol të ngjashëm në përshtatjen e rritjes nën temperaturë të lartë në kremin e thalës dhe në grurë. Këto dy lloje janë gjenetikisht mjaft të ndara nga njëra -tjetra. Kështu që ofron potencial të madh për aplikime të gjera. "
Alternativë për frenuesit e rritjes
Në fund të fundit, zbulimet e TOT3 dhe roli i nitrilazave mund të ndihmojnë për të vazhduar rritjen e të korrave të mjaftueshme, edhe kur temperaturat rriten për shkak të ndryshimit të klimës. Zbulimet gjithashtu ofrojnë mundësi për të zhvilluar alternativa ndaj kimikateve që tani përdoren shpesh për të penguar rritjen e bimëve. Si shembull, Van Zanten përmend lule të prera, të cilat reagojnë shumë fort ndaj luhatjeve të temperaturës. Në lulëzim, prandaj, shumë frenues të rritjes përdoren për t'i mbajtur bimët të bukura dhe kompakte.
"Në momentin që blini tulipanët, për shembull, ata ende kanë një kërcell të shkurtër të bukur," thotë Van Zanten. "Por pas disa ditësh në shtëpinë tuaj, ata fillojnë të varen në buzë të vazos. Temperaturat më të larta të brendshme i bëjnë bimët të shtrihen, duke i çuar ata përfundimisht në çalim dhe përkulje. Shpresojmë që njohuritë e reja të kontribuojnë në përzgjedhjen e varieteteve të reja të luleve që shtrihen më pak në temperatura të larta. Në këtë mënyrë, ne mund të zvogëlojmë përdorimin e frenuesve të dëmshëm të rritjes. ”
Për më shumë informacion:
Universiteti i Utrehtit
www.uu.nl