Σκηνές από έναν άλλο κόσμο δείχνουν φυτά να αναπνέουν σε κοντινή λεπτομέρεια (Βίντεο)
Μοιάζει με σκηνή από ταινία τρόμου, αλλά η απόκοσμη έρευνα δείχνει φυτά να αναπνέουν με λεπτομέρεια από κοντά.
Μια νέα μελέτη αποκαλύπτει ότι οι βιολόγοι αποκτούν νέες γνώσεις για την περίπλοκη διαδικασία, με μεγάλες επιπτώσεις για το πώς θα ταΐσουμε τον κόσμο στο μέλλον.
Ερευνητές από το UC San Diego, την Εσθονία και τη Φινλανδία, με χρηματοδότηση από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ (NSF), βρήκαν μια άπιαστη μοριακή οδό που χρησιμοποιούν τα φυτά για να κατευθύνουν την «αναπνοή» του διοξειδίου του άνθρακα.
Γνωρίζοντας πώς τα φυτά αισθάνονται το διοξείδιο του άνθρακα για να σηματοδοτήσουν τα «στόματα» τους – τα στομάχια – να ανοίγουν και να κλείνουν ως απόκριση στα μεταβαλλόμενα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα, θα μπορούσε να επιτρέψει στους επιστήμονες να παράγουν καλλιέργειες αρκετά εύρωστες για ένα μεταβαλλόμενο περιβάλλον.
«Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η αξιοποίηση αυτού του μηχανισμού θα μπορούσε να οδηγήσει σε μελλοντική μηχανική της αποδοτικότητας της χρήσης νερού και της πρόσληψης άνθρακα των φυτών, κρίσιμης σημασίας καθώς η συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα συνεχίζει να αυξάνεται», δήλωσε ο Jared Dashoff, εκπρόσωπος του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών.
«Στην πραγματικότητα, οι ερευνητές έχουν καταθέσει ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και εξετάζουν τρόπους για να μεταφράσουν τα ευρήματά τους σε εργαλεία για κτηνοτρόφους και αγρότες».
Η διαδικασία, που περιγράφεται σε έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Science Advances , γίνεται πιο ξεκάθαρη σε μικροσκοπικό επίπεδο.
Στην κάτω πλευρά των φύλλων και αλλού, ανάλογα με το φυτό, υπάρχουν μικροσκοπικά ανοίγματα που ονομάζονται στόμια — χιλιάδες από αυτά ανά φύλλο, με παραλλαγές ανά είδος φυτού.
Όπως οι μικρές πύλες του κάστρου, ζεύγη κυττάρων στις πλευρές του στοματικού πόρου, γνωστά ως προστατευτικά κύτταρα, ανοίγουν τον κεντρικό τους πόρο για να πάρουν το διοξείδιο του άνθρακα.
«Ωστόσο, όταν τα στόμια είναι ανοιχτά, το εσωτερικό του φυτού εκτίθεται στα στοιχεία και το νερό από το φυτό χάνεται στον περιβάλλοντα αέρα, κάτι που μπορεί να στεγνώσει το φυτό», είπε ο Dashoff. «Τα φυτά, επομένως, πρέπει να εξισορροπούν την πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα με την απώλεια υδρατμών ελέγχοντας πόσο καιρό τα στομία παραμένουν ανοιχτά».
Εάν τα φυτά, ειδικά οι καλλιέργειες όπως το σιτάρι, το ρύζι και το καλαμπόκι, δεν μπορούν να επιτύχουν μια νέα ισορροπία, κινδυνεύουν να στεγνώσουν, οι αγρότες κινδυνεύουν να χάσουν πολύτιμη παραγωγή και περισσότεροι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο κινδυνεύουν να πεινάσουν.
Καθώς το κλίμα αλλάζει, τόσο η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα όσο και η θερμοκρασία αυξάνονται, επηρεάζοντας την ισορροπία μεταξύ εισόδου διοξειδίου του άνθρακα και απώλειας υδρατμών μέσω των στομάτων.
«Οι επιστήμονες έχουν κατανοήσει από καιρό τα στόμια και την ισορροπία μεταξύ της πρόσληψης διοξειδίου του άνθρακα και της απώλειας νερού. Αυτό που δεν γνώριζαν μέχρι τώρα, είναι πώς τα φυτά αισθάνονται το διοξείδιο του άνθρακα για να δίνουν σήμα στα «στομάχια» να ανοίγουν και να κλείνουν ως απόκριση στα μεταβαλλόμενα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα», είπε ο Dashoff.
«Η γνώση αυτού, θα επιτρέψει τώρα στους ερευνητές να επεξεργαστούν αυτά τα σήματα – έτσι τα φυτά μπορούν να επιτύχουν τη σωστή ισορροπία μεταξύ της πρόσληψης διοξειδίου του άνθρακα έναντι της απώλειας νερού – και θα επιτρέψουν στους επιστήμονες και τους κτηνοτρόφους να παράγουν καλλιέργειες αρκετά εύρωστες για το περιβάλλον του μέλλοντος». (Δείτε το παρακάτω βίντεο…)
