Znajdź zawartość

Badania naukowców z Indiana University oraz holenderskiego Uniwersytetu w Utrechcie wykazały, że wraz ze wzrostem koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze zmniejsza się liczba aparatów szparkowych u roślin. W ciągu ostatnich 150 lat liczba aparatów spadła o 34%. To oznacza, że dzięki zmianie składu atmosfery, rośliny oddychają bardziej wydajnie. Jednocześnie uwalniają do atmosfery mniej pary wodnej. Naukowcy prowadzili swoje badania na roślinach z Florydy, biorąc pod uwagę zarówno obecnie występujące gatunki, jak i próbki z herbariów oraz badania torfu. Wzrost koncentracji dwutlenku węgla o 100 części na milion ma głęboki wpływ na liczbę aparatów szparkowych u roślin oraz, w mniejszym zakresie, na ich wielkość. Nasze badania wykazały też znaczne zmniejszenie ilości wody uwalnianej do atmosfery przez rośliny - mówi profesor David Dilcher. Uwalnianie wody przez aparaty szparkowe z jednej strony pozwala roślinom na jej wchłanianie przez korzenie, a z drugiej - chłodzi je, podobnie jak my chłodzimy się pocąc. Profesor Dilcher mówi, że trudno przewidzieć, jakie skutki będą miały zmiany w cyklu obiegu wody. Z jednej strony, jeśli rośliny będą uwalniały mniej pary wodnej, w gruncie pozostanie więcej płynu. Jednak z drugiej, prowadzi do do zmniejszenia opadów. Ponadto rośliny będą słabiej się chłodziły. Uczeni przeprowadzili też symulacje komputerowe, pokazujące, jak może zmieniać się obieg wody w przypadku dalszego zwiększania się koncentracji CO2. Wynika z nich, że jeśli ilość dwutlenku węgla zwiększy się z obecnych 390 części na milion do 800 ppm, do atmosfery trafi o połowę mniej wody niż obecnie. Dostosowywanie się roślin do poziomu CO2 już teraz zmienia cykl hydrologiczny i klimat. Zmiany będą zachodziły przez całe obecne stulecie - stwierdzili autorzy badań. Dilcher i jego holenderscy koledzy obawiają się, że taka sytuacja zagraża istnieniu florydzkich mokradeł Everglades, które zależą od powolnego stałego przepływu wody. Zmniejszone opady spowodują ich wysychanie.

Nowe, nieznane dotąd mechanizmy obronne roślin zostały zidentyfikowane przez badaczy z University of California. Wykorzystanie zdobytej wiedzy może posłużyć hodowcom pracującym nad stworzeniem odmian odpornych na ataki szkodników. Odkrycia dokonano podczas badania nad rzodkiewnikiem pospolitym (Arabidopsis thaliana). Naukowcy starali się zidentyfikować białka, które pozwalają temu gatunkowi na wykrywanie mikroorganizmów i blokowanie im drogi do wnętrza jego liści. Nadziemne organy rzodkiewnika są pokryte szczelną warstwą kutyny, czyli woskowatej substancji tworzącej szczelną barierę chroniącą m.in. przed inwazją mikroorganizmów i utratą wody. Ten ochronny płaszcz jest dość skuteczny, lecz utrudnia organizmowi pobieranie i odprowadzanie wody oraz wymianę gazową. Aby umożliwić wymianę kluczowych dla przeżycia substancji, na spodzie liści wytwarzane są aparaty szparkowe, czyli otwory utworzone przez pary komórek zdolnych do zmiany własnej objętości. Pęczniejąc, blokują one przepływ wody i gazów, zaś ich kurczenie prowadzi do otwarcia szczeliny. W centrum zainteresowania badaczy znalazło się białko RIN4. Od pewnego czasu wiadomo było, że bierze ono udział w mechanizmach obronnych, lecz niewiele było wiadomo na temat sposobu jego działania. Teraz okazuje się, że proteina ta, wbudowana w ścianę komórkową m.in. właśnie w aparatach szparkowych, współpracuje z aż sześcioma innymi białkami, spośród których najważniejszym wydaje się cząsteczka nazywana AHA1. Dopiero kompleks powstały z wszystkich siedmiu cząsteczek pozwala na skuteczne wykrywanie i eliminowanie zagrożenia związanego z inwazją mikroorganizmów. Te odkrycia pokazują, jak ważna jest regulacja [funkcji] aparatów szparkowych dla funkcji obronnych rzodkiewnika, tłumaczy główny autor badania, Gitta Coaker. Jej zdaniem, jeżeli okaże się, iż podobne mechanizmy funkcjonują u innych gatunków, hodowcy mogą wejść w posiadanie potężnej broni potencjalnie zwiększającej odporność roślin uprawnych na liczne patogeny.