Znajdź zawartość

Metaanaliza 43 prac naukowych przeprowadzona na University of Bath wykazała, że roślinne alternatywy mięsa są zdrowsze zarówno dla człowieka, jak i dla planety. Autorzy skupili się na zdrowotnych i środowiskowych cechach takich produktów oraz postawach konsumentów wobec nich. Jako że roślinne alternatywy mięsa są robione tak, by naśladować teksturę, smak i  doświadczenie związane ze spożywaniem mięsa, są bardziej efektywnym sposobem na zmniejszenie zapotrzebowania na mięso niż samo zachęcanie ludzi do diety wegetariańskiej. Produkcja żywności to jeden z głównych czynników przyczyniających się do zmian klimatycznych oraz niszczenia ekosystemów. To źródło dużej emisji gazów cieplarnianych, zużycia słodkiej wody, prowadzi ona do wylesiania, utraty bioróżnorodności, zakłócenia cyklu obiegu fosforu i azotu w przyrodzie. Jednak te „winy” rolnictwa nie rozkładają się równomiernie. Hodowla zwierząt wymaga zużycia większej liczby zasobów na jednostkę masy pożywienia niż produkcja roślinna. Wynika to z faktu, że efektywność produkcji białka zwierzęcego jest niezwykle niska. Zwierzęta hodowlane na całym świecie konsumują rocznie 4,6 Gt węgla pierwiastkowego, ale pozyskiwane z nich produkty mleczne i mięsne zawierają tylko 0,12 Gt węgla. To zaledwie 2,6% tego, co zjadły zwierzęta. Większość składników pokarmowych jest bowiem zużywana na procesy życiowe, a nie na wytwarzanie mięsa i mleka. Z tego też powodu produkcja mięsa jest bardzo nieefektywna. Średnio globalnie z 1 hektara pszenicy otrzymamy 250 kg białka, ale z 1 ha pastwiska tylko 10 kg białka z wołowiny. I mimo, że około 80% ziemi rolnej przeznaczone jest pod produkcję zwierzęca, to otrzymujemy z niej mniej niż 40% białka i 20% kalorii spożywanych przez ludzi. Dodatkowo produkcja zwierzęca wiąże się z olbrzymią emisją zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych. Ta nieefektywność powoduje, że w miarę jak zwiększa się liczba ludności i coraz więcej osób chce jeść coraz więcej mięsa, jego produkcja staje się coraz większym problemem dla środowiska. Nie wspominając o zdrowotnych skutkach spożywania nadmiernych ilości mięsa i tłuszczów zwierzęcych. Coraz częściej słyszymy głosy namawiające nas do przechodzenia na dietę wegetariańską lub wegańską. Jednak takie namowy niewiele dają. Zdaniem naukowców z Bath lepszym rozwiązaniem jest skupienie się na roślinnych odpowiednikach mięsa. Zapewnienie dostępu do takich produktów i obniżenie ich ceny może być naprawdę skuteczne. Tym bardziej, że niewielkie zmiany mogą nieść ze sobą duże korzyści. Z jednego z analizowanych badań wynika, że jeśli w samych tylko Niemczech konsumenci zastąpią 5% białka z wołowiny białkiem z grochu, to roczna emisja CO2 zmniejszy się nawet o 8 milionów ton. Z kolei w innych badaniach znaleźli informację, że ilość gazów cieplarnianych emitowanych podczas produkcji burgera roślinnego jest o 98% niższa niż w przypadku burgera wołowego. Generalnie rzecz biorąc, produkcja żywności roślinnej znacznie mniej obciąża środowisko, niż żywności zwierzęcej. Naukowcy przyjrzeli się też profilowi zdrowotnemu mięsa i produktów roślinnych, które mają je zastępować. Stwierdzili, że generalnie roślinne zamienniki mięsa są zdrowsze. Prace, w których badano ten aspekt za punkt wyjścia przyjęły brytyjski Nutrient Profiling Model i na jego podstawie klasyfikowali produkty. Okazało się, że do grupy „mniej zdrowe” trafiło 40% produktów mięsnych i 14% ich alternatyw. Autorzy jeszcze innych prac zauważali, że roślinne alternatywy dla mięsa i produktów mlecznych pomagały w utracie wagi, budowie masy mięśniowej i można było je stosować w diecie osób z różnymi schorzeniami. Alternatywy mięsa łatwo jest wzbogacać o najróżniejsze składniki pokarmowe, zwiększając zawartość aminokwasów, witamin czy przeciwutleniaczy. Dalszy rozwój technologii ich produkcji pozwoli zapewne na kolejne polepszanie ich właściwości odżywczych. Główny autor analizy, doktor Chris Bryant, mówi, że coraz bardziej widać, iż roślinne alternatywy są w stanie zmniejszyć zapotrzebowanie na mięso odwołując się do trzech podstawowych czynników: smaku, ceny i wygody. Nasz przegląd dostarcza przytłaczających dowodów na to, roślinne zamienniki mięsa nie tylko są produkowane w sposób bardziej zrównoważony powodując mniejszą emisję gazów cieplarnianych, mniejsze zużycie wody i terenu, ale niosą ze sobą również liczne korzyści zdrowotne. Uczony zauważa, że pomimo olbrzymich postępów na polu produkcji takich zamienników, wciąż istnieją olbrzymie możliwości poprawy ich smaku, tekstury czy metod przyrządzania. Istnieje też wielki potencjał zwiększenia ich właściwości zdrowotnych, na przykład poprzez dodanie witamin, podsumowuje. « powrót do artykułu

Naukowcy z Yale University sądzą, że możliwe byłoby wykorzystanie roślin do... badaniach chorób psychicznych u ludzi. I nie tylko tak sądzą, ale nawet poczynili pierwszy ważny krok w kierunku takich badań. Na łamach Cellular and Molecular Life Sciences opisali gen, który jest bardzo podobny u roślin oraz ssaków i który w obu grupach wpływa na zachowanie. Wiele lat temu zainteresowałem się ideą mówiącą, że w każdym żywym organizmie musi do pewnego stopnia istnieć jakaś homologia, jakieś podobieństwo w tym, czym są i co robią, mówi profesor medycyny porównawczej Tamas Horvath. Gdy z czasem zaczął badać zachowanie i mitochondria, przypomniał sobie o swoich dawnych zainteresowaniach. Pomyślał, że gdyby zmienić pewne geny mitochondriów u zwierząt i zobaczyć, jak wpłynęło to na zachowanie, a następnie dokonać podobnych zmian w roślinach i porównać ich zachowanie, to być może udałoby się lepiej zrozumieć ludzkie zachowanie na podstawie badań roślin. A jeśli byłoby to możliwe, to być może w kolejnym kroku udałoby się stworzyć np. roślinny model schizofrenii. Stworzenie takiego modelu oznaczałoby, że mielibyśmy alternatywną grupę organizmów żywych – nie tylko ssaki – na której można by badać podstawy ludzkiego zachowania, mówi Horvath, przypominając, że celem medycyny porównawczej jest właśnie badanie, jak modele tworzone na podstawie innych gatunków mogą być użyte do badania ludzi. Horvath i jego zespół zaczęli więc badać gen FMT (Friendly Mitochondria) w rzodkiewniku pospolitym oraz bardzo podobny gen myszy, CLUH (Clustered mitochondria homolog). Mitochondria regulują ważne funkcje życiowe, jak metabolizm, i są kluczowe dla zdrowia. Zarówno u roślin, jak i u ludzi, źle funkcjonujące mitochondria mogą wpłynąć na rozwój i pojawienie się licznych chorób. U ludzi mają wpływ na rozwój m.in. chorób neurodegeneracyjnych. Grupa Horvatha zbadała rośliny z prawidłowo funkcjonującym FMT, rośliny pozbawione FMT oraz rośliny z nadaktywnym FMT. Okazało się, że gen ten wpływa na wiele elementów rośliny, w tym na kiełkowanie, długość systemu korzeniowego, czas kwitnienia czy wzrost liści. Jednak nie tylko. Naukowcy przeanalizowali również dwie ważne reakcje badanych roślin. Pierwszą z nich była reakcja na obecność nadmiernej ilości soli. Zbyt dużo soli może zabić roślinę, więc rośliny rozwinęły zachowania pomagające jej unikać. Gdy w środowisku pojawia się nadmiar soli, rośliny zatrzymują kiełkowanie, opóźniają kwitnienie, zatrzymują rozrastanie się systemu korzeniowego. Okazało się, że FMT jest krytycznym elementem regulującym te zachowania. Drugi typ zachowania roślin, jaki został zbadany, to ich ruchy bazujące na rytmie dobowym. "Rośliny są niezwykle wrażliwe na rytm dobowy, gdyż światło jest krytycznym źródłem energii, wyjaśnia Horvath. W przypadku rzodkiewnika rytm dobowy decyduje o poruszaniu się liści za dnia i w nocy. W ciągu dnia liście są bardziej płaskie i bardziej wystawione na słońce. Nocą liście się unoszą. Badania wykazały, że FMT reguluje zarówno zakres, jak i tempo ruchu liści. Następnie uczeni, chcąc przełożyć swoje spostrzeżenia na świat zwierząt, badali cały szereg zachowań myszy, obserwując m.in. zwierzęta ze zredukowaną aktywnością CLUH. Okazało się, że myszy, u których CLUH było mniej aktywne, przebywały krótsze odcinki i poruszały się wolniej. Reakcja myszy była podobna do reakcji roślin. Doszło do zmiany tempa i ogólnej lokomocji. To bardzo proste porównanie, ale pokazuje, że mamy tutaj do czynienia z obecnym w mitochondriach mechanizmem, który odpowiada za podobne funkcje u zwierząt i roślin, wyjaśnia Horvath. Naukowcy mówią, że to ekscytujący pierwszy krok, gdyż rośliny takie jak rzodkiewnik mają bardzo wiele genów i procesów komórkowych, które są podobne do genów i procesów komórkowych u ssaków. Naszym długoterminowym celem jest stworzenie katalogu podobieństw pomiędzy roślinami a zwierzętami i wykorzystanie go do szukania odpowiedzi na pytania naukowe. Być może w przyszłości rośliny będą służyły jako organizmy modelowe w badaniach behawioralnych, stwierdza Horvath. « powrót do artykułu

Królewskie Ogrody Botaniczne w Kew i Uniwersytet w Sztokholmie przeprowadziły badania dotyczące gatunków roślin, które wyginęły w ciągu ostatnich 250 lat. Okazało się, że w stanie dzikim wyginęło 571 gatunków. To dwukrotnie więcej niż w tym samym czasie wyginęło łącznie ptaków, ssaków i płazów. Eksperci zauważyli też, że tempo zanikania gatunków roślin jest nawet 500-krotnie szybsze niż naturalne ewolucyjne tempo znikania gatunków. Podczas unikatowych, pierwszych w historii badań tego typu skompilowano bazę gatunków roślin, jakie wyginęły w ciągu zaledwie ćwierci tysiąclecia. Naukowcy alarmują, że światowy ekosystem zubożał o 571 gatunków roślin. Co więcej, okazało się, że współczesna nauka nie miała pojęcia, iż tyle roślin zniknęło. Okazało się to dopiero po tym, jak Rafael Govaertes z Kew przejrzał wszystkie publikacje naukowe dotyczące wyginięcia roślin w ciągu ostatnich 30 lat i na tej podstawie stwierdził, że gatunków, które zniknęły, jest czterokrotnie więcej niż dotychczas sądzono. Zanikanie gatunków roślin jest znacznie mniej nagłaśniane niż znikanie zwierząt. Większość ludzi potrafi wymienić gatunek ssaka czy ptaka, który wyginął w ostatnich wiekach. Niewiele jednak jest w stanie wymienić roślinę. Nasze studium to pierwszy przegląd wszystkich gatunków roślin, które wyginęły, skąd wyginęły i jak szybko się to stało, mówi profesor Aelys M. Humphreys z Uniwersytetu w Sztokholmie. Jak dowiadujemy się z obecnych badań, gatunki roślin zanikają obecnie 500-krotnie szybciej niż zanikały zanim pojawił się człowiek. Naukowcy odkryli, że najszybciej giną gatunki na wyspach, w tropikach oraz na niektórych obszarach basenu Morza Śródziemnego. Stwierdzono też, że najbardziej na wyginięcie narażone są drzewa i krzewy o małym zasięgu geograficznym. Rośliny stanowią podstawę całego życia na Ziemi. Dostarczają nam tlen do oddychania i pożywienie. Są szkieletem światowych ekosystemów. Zanikanie roślin to zła wiadomość dla wszystkich gatunków. Dzięki tym badaniom będziemy w stanie lepiej przewidywać przyszłe zagrożenie dla konkretnych gatunków i będziemy mogli próbować im zapobiec. Dotyczy to również innych organizmów. Miliony gatunków zależą od roślin. Zależy też od nich los człowieka, zatem jeśli dowiemy się, które rośliny mogą wyginąć w następnej kolejności, będziemy mogli wdrożyć odpowiednie programy ochrony, dodaje doktor Eimear Nic Lughadha z Kew. Jedną z roślin, która już nie występuje na Ziemi jest chilijskie drzewo sandałowe (Santalum fernandezianum). Gatunek ten rósł na archipelagu Juan Fernandez. Od około roku 1624 był masowo wycinany, by pozyskać pachnące drewno. Do końca XIX wieku z wysp zniknęła większość tych drzew. Ostatnie chilijskie drzewo sandałowe sfotografowano 28 sierpnia 1908 roku na wyspie Robinson Crusoe. Od tego czasu nikt nie widział chilijskiego drzewa sandałowego. Inną zniszczoną przez człowieka rośliną jest Thismia americana. Ten niezwykły organizm został odkryty na mokradła w pobliżu Chicago. Nie posiadał on liści, a nad ziemią widoczne były tylko kwiaty. Gatunek odkryto w 1912 roku, a już pięć lat później został całkowicie zniszczony. Z kolei na Wyspie Świętej Heleny odkryto w 1805 roku rodzimy gatunek oliwki, Nesiota elliptica. Mimo, że ludzie zniszczyli większość roślinności na wyspie, to ostatnie stare drzewo oliwne przetrwało tam do 1994 roku. Naukowcom z Kew udało się pobrać jego szczepki zanim uschło. Był to jednocześnie jedyny przedstawiciel rodzaju Nesiota, zatem od 2003 roku rodzaj ten nie występuje na Ziemi w stanie dzikim. Są jednak i pozytywne wieści z powyższych badań. Okazało się bowiem, że 430 gatunków, które niegdyś uważano za wymarłe, zostało ponownie odkrytych. Najczęściej jednak oznacza to, że znaleziono kilka ostatnich osobników, a 90% nowo odkrytych gatunków jest na skraju wyginięcia. Takim ponownie odkrytym gatunkiem jest krokus chilijski, Tecophilaea cyanocrocus. To endemiczny gatunek występujący na wzgórzach otaczających stolicę kraju, Santiago. W czasach wiktoriańskich był bardzo popularny. Masowo wykopywano więc te rośliny i trafiały one do brytyjskich ogrodów. W latach 50. uznano, że z powodu nadmiernej eksploatacji i wyjadania przez zwierzęta hodowlane krokus wyginął. Jednak w 2001 roku, po wieloletnich poszukiwaniach, udało się go odnaleźć. Ostatnim miejscem jego występowania w stanie naturalnym jest prywatny teren na południe od Santiago. Obecnie niewielka populacja jest chroniona przed zwierzętami hodowlanymi, a gatunek, uznano z krytycznie zagrożony. « powrót do artykułu

Izraelscy naukowcy zauważyli, że pewne rośliny z rodziny pierwiosnkowate reagują na... dźwięk pszczół i ciem. W odpowiedzi na dźwięk wydawany przez skrzydła owadów rośliny w ciągu trzech minut uwalniają dodatkowe ilości pyłku i zwiększają koncentrację cukru w nektarze. To kolejne badania pokazujące, w jaki sposób ewoluowały rośliny i owady. Dotychczas naukowcy zajmowali się reakcją roślin na światło, na stymulację mechaniczną oraz chemiczną. Zdolności roślin do wyczuwania takich bodźców odpowiadają zmysłom wzroku, dotyku i węchu. Teraz okazuje się, że rośliny posiadają też odpowiednik zmysłu słuchu. Przeprowadzone przez Izraelczyków badania wykazały, że reakcja roślin zależy od częstotliwości dźwięku. Gdy zostają one wystawione na działanie dźwięku o częstotliwości wyższej niż ten wydawany przez zapylaczy, nie reagują. Jako, że produkcja nektaru wymaga sporych nakładów energetycznych, rośliny – wykrywając owady – mogą precyzyjnie dobierać czas, w którym wkładają większy wysiłek w zachęcenie zapylacza do zainteresowania się nimi. Owad otrzymuje zaś dodatkową nagrodę w postaci bardziej wartościowego pożywienia. Badacze nie wykluczają, że zdolność do odbierania dźwięków przez rośliny mogła wpłynąć też na ich kształt. Ponadto sugerują, że na rośliny mogą wpływać inne dźwięki, na przykład te generowane przez człowieka, zakłócając ich komunikację z zapylaczami. Okazało się bowiem, że wiele sztucznych dźwięków ma bardzo podobną częstotliwość do dźwięków wydawanych przez skrzydła zapylaczy, co prowokuje rośliny do reakcji. Izraelczycy uważają, że kolejne badania ujawnią, czy rośliny słyszą i reagują na roślinożerców, inne zwierzęta, czynniki naturalne, a być może również słyszą się nawzajem. « powrót do artykułu

Przed dwoma laty w USA rozpoczęto pilotażowy program o nazwie „Insect Allies”. Jego pomysłodawcy proponują, by do środowiska naturalnego wypuścić dużą liczbę insektów zarażonych wirusami, które wspomagałyby rośliny uprawne w walce ze szkodnikami, suszą czy zanieczyszczeniem środowiska. Program przewidziano na 4 lata i jest on finansowany kwotą 45 milionów USD przez DARPA (Agencja Badawcza Zaawansowanych Projektów Obronnych). Teraz, podczas panelu zorganizowanego przez pismo Science, pięciu europejskich naukowców ostrzegło, że jeśli opracowywana w ramach „Insect Allies” technika okaże się skuteczna, to może zostać wykorzystana do rozprzestrzenienia chorób na dowolne rośliny uprawne. Naukowcy ci ostrzegają, że „Insect Allies” może naruszać Konwencję o Broni Biologicznej. Zastrzeżenia europejskich naukowców dotykają szerszego problemu badań naukowych, które mogą być wykorzystane zarówno w dobrych, jak i złych intencjach. W ramach „Insect Allies” owady takie jak mszyce czy pluskwiaki miałyby stać się nosicielami genetycznie zmodyfikowanych wirusów, które do dorosłych roślin dostarczą pożądanych genów. Celem projektu jest stworzenie nowych metod ochrony roślin uprawnych. Takie działania byłyby szybsze i bardziej elastyczne niż opracowywanie w laboratoriach nowych odmian roślin. To bowiem może trwać całymi latami, mówi Blake Bextine, który z ramienia DARPA jest odpowiedzialny na projekt. Nad „Allied Insects” pracują naukowcy z Pennsylvania State University, Ohio State University, University of Texas i Boyce Thompson Institute. Krytycy projektu mówią, że może być on postrzegany jako próba stworzenia nowych środków przenoszenia czynników biologiczncyh. Ich zdaniem istnienia tego projektu nie można usprawiedliwić w świetle Konwencji o Broni Biologicznej. Ponadto, jak zauważa Silja Voenky z Uniwersytetu we Freiburgu, już istnieje sposób na dostarczanie do upraw takich zmodyfikowanych wirusów – opryski. Bextine odrzuca takie oskarżenia. DARPA nie rozwija ani broni biologicznej, ani środków jej przenoszenia. James Stack, patolog roślin z Kansas State University, który zasiada w panelu doradczym „Insec Allies" mówi, że zastrzeżenia krytyków są nonsensowne. Gdyby DARPA chciałaby opracować broń biologiczną, by obejść Konwencję, to nie ogłaszałaby wszem i wobec, że czeka na odpowiednie propozycje ze strony świata nauki. Bextine i Stack przyznają jednak, że tego typu badania mogą zostać użyte do złych celów. Niemal wszystkie badania nad nowoczesnymi technologiami niosą ze sobą ryzyko podwójnego wykorzystanie. Opracowanie technologii, której poszukujemy, jest skomplikowane, wymaga nie tylko doświadczenia w pracy z zaawansowanymi technologiami, ale i głębokiej wiedzy na temat systemu, który się bada. Istnieją łatwiejsze sposoby, by komuś zaszkodzić. Specjaliści pracujący przy „Insect Allies” wciąż nie wiedzą, jak rozwiązać problem, który przed nimi stoi. Niektórzy proponują wykorzystanie narzędzi do edycji genów, takich jak CRISPR. Inni twierdzą, że to nie będzie działało i próbują doprowadzić do ekspresji genów poza chromosamami. Inny problem to spowodowanie, by genetycznie zmodyfikowany wirus dotarł do odpowiedniej komórek w roślinie. Jak na razie w ramach „Insect Allies” nie powstał żaden artykuł naukowy. Jednak, jak zapewnia Bextine, wszystkie cztery zespoły przeprowadziły udane testy systemów, które spełniają wstępne założenia DARPA. « powrót do artykułu

Rośliny przewidują porę dnia, kiedy napadną na nie chmary głodnych owadów i przygotowują się, by je odstraszyć, uruchamiając hormonalną broń. Kiedy przechodzisz obok roślin, nie wyglądają, jakby cokolwiek robiły. Intrygująco jest obserwować całą tę aktywność na poziomie genetycznym. To jak przyglądanie się oblężonej fortecy w stanie pełnej mobilizacji - opowiada prof. Janet Braam z Rice University, dodając, że naukowcy od dawna wiedzieli, że rośliny dysponują zegarem biologicznym, który pozwala im mierzyć czas bez względu na warunki oświetleniowe. Liście niektórych roślin podążają np. za przesuwającym się po nieboskłonie słońcem, a nocą "resetują się", zwracając się w kierunku wschodu. Ostatnimi czasy biolodzy ustalili, że aż ok. 1/3 genów rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana) jest aktywowanych przez rytm okołodobowy. Zastanawialiśmy się, czy niektóre z tych regulowanych rytmem okołodobowym genów mogą pozwalać na przewidywanie ataków owadów w sposób analogiczny do przewidywania świtu - opowiada Michael Covington (obecnie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis). Aby znaleźć odpowiedź na to pytanie, studentka Danielle Goodspeed zaprojektowała eksperyment. Wykorzystała 12-godzinny cykl świetlny. W ten sposób zaprogramowała zegary biologiczne roślin i gąsienic błyszczki ni (Trichoplusia ni), które żywią się liśćmi A. thaliana. Połowę roślin umieszczono z gąsienicami przyzwyczajonymi do regularnego i takiego samego jak one cyklu dzień-noc, natomiast reszta rzodkiewników stykała się z gąsienicami z przesunięciem faz - ich zegary były ustawione na dzień, który przypadał na porę będącą dla rzodkiewników nocą itd. Odkryliśmy, że rośliny wyregulowane na tę samą fazę co gąsienice błyszczki były stosunkowo oporne, natomiast okazy z przesunięciem faz ulegały zniszczeniu przez żerujące na nich gąsienice. Razem z Wassimem Chehabem Goodspeed badała akumulację hormonu jasmonianu, wykorzystywanego przez rośliny do wytwarzania metabolitów wpływających na żerowanie owadów (pod wpływem uszkodzenia mechanicznego następuje skok syntezy jasmonidów, a następnie uruchomienie biosyntezy enzymów odpowiedzialnych za gromadzenie się fitoaleksyn oraz inhibitorów proteinaz; blokują one aktywność proteinaz owadów, którym odcina się w ten sposób dostęp do białek rośliny). Naukowcy stwierdzili, że w ciągu dnia, gdy gąsienice T. ni są najbardziej napastliwe, rzodkiewniki nasilają produkcję hormonu. Okazało się, że rośliny wykorzystują zegar biologiczny do wytwarzania innych związków obronnych, np. zapobiegających infekcjom bakteryjnym.

Ludzie na całym świecie często tracą plony w wyniku okresowego zalania czy powodzi. Dzięki temu, że specjaliści opisali niedawno mechanizm wykorzystywany przez rośliny do wykrywania niskiego stężenia tlenu, uda się jednak być może stworzyć odmiany, które lepiej poradzą sobie pod wodą. Zespół z Uniwersytetu w Nottingham i Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside odkrył, że gdy korzenie bądź pędy zostają zalane i spada poziom tlenu, czynniki transkrypcyjne (czyli białka odpowiedzialne za regulację aktywności różnych sekwencji DNA) stają się stabilne. Mogą zatem optymalizować reakcję rośliny na zmienione (trudne) warunki środowiskowe. Zidentyfikowaliśmy mechanizm, za pośrednictwem którego wyczuwany jest spadek stężenia tlenu. Kontroluje on kluczowe białka regulatorowe zwane czynnikami transkrypcyjnymi, które mogą włączać i wyłączać geny. Niezwykła budowa tych protein sprawia, że rozkładają się one przy normalnym poziomie tlenu, ale gdy dojdzie do jego spadku, stają się stabilne. Stabilność ta skutkuje zmianami w ekspresji genów i zwiększeniem szans na przeżycie w warunkach niedoboru O2 po zalaniu. Kiedy roślina odzyskuje dostęp do normalnego poziomu tlenu, białka się rozkładają - tłumaczy prof. Michael Holdsworth. Holdsworth nawiązał współpracę z prof. Julią Bailey-Serres z Kalifornii. Naukowcy mają nadzieję, że w najbliższym dziesięcioleciu uda im się przeprogramować mechanizm regulacji białkowej w roślinach uprawnych podatnych na uszkodzenia wywołane zalaniem. Nasze eksperymenty na rzeżuszniku pokazują, że manipulacja szlakiem wpływa na tolerancję stresu związanego z niedotlenieniem. Nie powodów, by przypuszczać, że wyników nie da się rozciągnąć na inne gatunki roślin - podkreśla Bailey-Serres.

Użytkownicy iPadów oraz iPhone'ów mogą teraz wykorzystać swoje urządzenia do rozpoznawania drzew i jednocześnie przyczynić się do wzbogacenia wiedzy o naszej planecie. W Smithsonian Institution powstała aplikacja, która dzięki sfotografowaniu liścia rośliny pozwala ją rozpoznać. Program korzysta z ciągle rosnącej bazy danych zdjęć zgromadzonych przez Smithsonian. Zrobiona przez użytkownika fotografia jest w ciągu kilku sekund porównywana z bazą i otrzymuje on informacje o tym, jaką roślinę sfotografował oraz dane encyklopedyczne na jej temat. Gdy użytkownik potwierdzi, że identyfikacja przebiegła prawidłowo, do Smithsonian trafia informacja o położeniu danego drzewa, co pozwala na tworzenie mapy populacji tych roślin. Program Leafsnap zadebiutował w maju. Początkowo w bazie znajdowały się informacje o wszystkich drzewach rosnących w nowojorskim Central Parku i waszyngtońskim Rock Creek Park. W ciągu miesiąca aplikację pobrano 150 000 razy. Jej twórcy mają nadzieję, że ta liczba szybko wzrośnie, gdy przygotują wersję Leafsnap dla Androida. Jeszcze w lecie bieżącego roku baza danych wzbogaci się o drzewa na północnym-wschodzie USA. Z czasem mają się w niej znaleźć wszystkie drzewa z terenu tego kraju. Leafsnap jest dziełem botanika Johna Kressa i inżynierów z Columbia University oraz University of Maryland. Program powstał w roku 2003, a jego zadaniem była pomoc naukowcom w opisywaniu nieznanych habitatów. Z czasem oprogramowanie ewoluowało, aż w końcu, z pojawieniem się smartfonów, postanowiono do badań naukowych zaprzęgnąć każdego chętnego. Wykorzystanie programu Leafsnap to jednocześnie pierwsza w historii szansa dla przeciętnego człowieka brania udział w tworzeniu Narodowego Herbarium Stanów Zjednoczonych w Smithsonian Institute. Herbarium to liczy obecnie niemal 5 milionów gatunków i jest jednym z 10 największych tego typu zbiorów na świecie. Jego historia rozpoczęła się w 1848 roku. Prace nad bazą danych Leafsnap rozpoczęły się od fotografowania kolekcji Herbarium, jednak szybko stało się jasne, że potrzebne są zdjęcia żyjących liści. Smithsonian poprosił o pomoc niedochodową organizację Finding Species, która dostarczyła tysiące fotografii. Inżynierowie wykorzystali technologię rozpoznawania twarzy, dzięki której oprogramowanie szybko rozpoznaje sfotografowany liść. Leafsnap w wersji dla iPada zawiera też funkcję „Nearby Species", która pokaże nam jakie drzewa znajdują się w pobliżu sfotografowanej przez nas rośliny. O ile, oczywiście, ktoś już wysyłał zdjęcia z okolicy, w której się znajdujemy. Uczeni ze Smithsonian nie spoczywają na laurach. Mają zamiar stworzyć aplikację rozpoznającą motyle i inne zwierzęta. Stworzenie Leafsnap kosztowało około 2,5 miliona dolarów. W ciągu najbliższych 18 miesięcy wydany zostanie kolejny milion, dzięki któremu w bazie danych znajdą się wszystkie drzewa USA. Na terenie Stanów Zjednoczonych żyje około 800 gatunków drzew.

Naukowcom z The Scripps Research Institute (TSRI) udało się ukończyć syntezę związku, który może dać początek nowej klasie środków przeciwbólowych. Konolidynę wyizolowano po raz pierwszy w 2004 roku z kory Tabernaemontana divaricata. Roślinę tę wykorzystuje się w tradycyjnej medycynie chińskiej, tajlandzkiej oraz indyjskiej. W artykule, który ukazał się w piśmie Nature Chemistry, naukowcy zdefiniowali chemiczne metody pozyskiwania znaczących ilości rzadkiego produktu naturalnego. Dane z badań na modelu mysim pokazują, że syntetyczna konolidyna jest tak skuteczna pod względem usuwania bólu ostrego i zapalnego jak morfina, wywołując przy tym o wiele mniej (jeśli w ogóle) efektów ubocznych. Morfina powoduje różne skutki uboczne. Niektóre są po prostu nieprzyjemne, inne potencjalnie śmiertelne. Należą do nich mdłości, chroniczne zatwardzenie, uzależnienie czy depresja oddechowa (stłumienie oddychania). W Indiach, Tajlandii i Chinach ekstrakt z liści T. divaricata stosuje się jako środek przeciwzapalny na rany, a korzenie żuje się na ból zęba. Inne części rośliną są wykorzystywane do leczenia chorób skóry oraz nowotworów. Pracami nad syntezą konolidyny, które trwały od 2008 r., kierował prof. Glenn Micalizio. Było to konieczne, ponieważ z rośliny nie dało się pozyskać takich ilości substancji, by badać jej właściwości. W końcu zespół doszedł do 9-etapowej metody pozyskiwania konolidyny; punktem wyjścia była łatwo dostępna pirydyna. Później przyszedł czas na ocenę farmakologiczną. Badania prowadzone na gryzoniach w laboratorium prof. Laury Bohn wykazały, że choć konolidyna wykazuje niskie powinowactwo do receptorów opiatowych, działa niemal tak silnie jak morfina. Nowy syntetyczny związek tłumił ból ostry i pochodzenia zapalnego, pokonywał też łatwo barierę krew-mózg i był obecny w stosunkowo dużych stężeniach we krwi oraz mózgu do 4 godzin po wstrzyknięciu. Zwierzęta zachowywały się normalnie i nie były pobudzone. Bohn ujawnia, że choć wiadomo już trochę o możliwościach sztucznej konolidyny, nadal nie wyjaśniono sposobów jej działania. Po przejrzeniu ponad 50 [konkretnie 55] prawdopodobnych celów komórkowych nadal nie rozszyfrowaliśmy podstawowego mechanizmu. Brak efektów ubocznych stanowi, wg Amerykanów, obosieczny miecz. Brak skutków ubocznych czyni z konolidyny świetną kandydatkę do rozwijania, z drugiej jednak strony skutki uboczne mogłyby coś powiedzieć o działaniu związku na poziomie molekularnym. Syntetyczna konoidyna nie działa na żadne receptory związane z opiatami, a także na receptory głównych neuroprzekaźników.

Naukowcy z Uniwersytetu w Glasgow odkryli, skąd rośliny wiedzą, kiedy zacząć wytwarzać własny filtr słoneczny, by chronić się przed szkodliwym działaniem promieniowania słonecznego. Od kilkudziesięciu lat spekulowano, że rośliny muszą dysponować fotoreceptorami UVB. Miałyby one przypominać te wykrywające inne długości fal, których funkcja polega na kontrolowaniu różnych procesów, np. kwitnienia. Teraz wyjaśniono, jak receptor UVB wygląda i działa. Białko UVR8 rozpoznaje UVB i aktywuje wymagane do produkcji własnego filtra zmiany w ekspresji genów. Rośliny potrzebują światła słonecznego, by pozyskać niezbędną energię, dlatego są stale wystawione na działanie promieniowania ultrafioletowego UVB. Rzadko wykazują jednak symptomy uszkodzeń, ponieważ w toku ewolucji wykształciły metodę zabezpieczania, polegającą na odkładaniu filtra w zewnętrznych tkankach liści. Poszukiwania receptora UVB były dla fotobiologów odpowiednikiem poszukiwania Świętego Graala. Od kilkudziesięciu lat wiedziano, że rośliny mogą wyczuwać obecność UVB i że stymuluje to produkcję blokera, ale nie mieliśmy pojęcia, jak się to dzieje. Teraz już wiemy – cieszy się prof. Gareth Jenkins. W 2005 roku zespół Jenkinsa wykazał, że UVR8 wywołuje zmiany w ekspresji genów, które umożliwiają produkcję filtra anty-UVB. Później, we współpracy z kolegami z uniwersytetów we Fryburgu Bryzgowijskim i Genewie, Szkoci próbowali ustalić, jak to białko działa. Zwykle UVR8 tworzy dimery, lecz UVB rozbija je na dwie pojedyncze cząsteczki proteiny. Kluczowym procesem w roślinach wytwarzających filtry jest interakcja UVR8 z innym białkiem COP1. Oddziaływanie to skutkuje uruchomieniem przez UVR8 niezbędnych zmian w ekspresji genów [...]. Kiedy roślina wykrywa UVB, światło aktywuje produkcję filtra, który odkłada się w zewnętrznych tkankach. Pochłania on UVB, minimalizując jego wnikanie do komórek położonych niżej. Wystawienie na oddziaływanie UVB stymuluje syntezę enzymów naprawiających DNA, poza tym włączają się geny zapobiegające oksydacyjnemu uszkodzeniu komórek [przez reaktywne formy tlenu] i odpowiadające za podtrzymanie fotosyntezy. Naukowcy prowadzili eksperymenty na rzodkiewnikach. Rośliny pozbawione UVR8 umierały po ekspozycji na dawkę UVB typową dla pełnego słońca.

Ponad połowa najbardziej inwazyjnych gatunków roślin dostała się do nowego środowiska z ogrodów botanicznych. Większość analizowanych spektakularnych ucieczek miała miejsce w okresie od początku XIX w. do połowy wieku XX, jednak nie powinniśmy osiadać na laurach i nadal troszczyć się o biobezpieczeństwo, ponieważ niektóre z nich zdarzyły się później, a pomogły w tym wiatr, woda i zwierzęta (Trends in Ecology). Nie chcąc bazować na anegdotach, Philip Hulme z Lincoln University w Christchurch postanowił przeprowadzić rzetelne badania naukowe. Skupił się na 34 roślinach, uwzględnionych przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody (ang. International Union for Conservation of Nature, IUCN) na liście 100 najgorszych gatunków inwazyjnych. W ten sposób stwierdził, że nie mniej niż 19 z nich wydostało się właśnie z ogrodu botanicznego. Okazało się też, że aż 4 gatunki roślin uciekły z ogrodu Amani w Tanzanii (znajduje się on w rezerwacie o tej samej nazwie we wschodnich górach Usambara). Hulme podkreśla, że choć w większości przypadków mowa jest o wydarzeniach historycznych, mogło dojść do kolejnych nieplanowanych uwolnień. Na razie skutków nie widać, bo rośliny potrzebują czasu na zadomowienie w nowych warunkach. Pod deklaracją z St. Louis (The St. Louis Declaration on Invasive Plant Species) z 2001 r., która jednoczy specjalistów zatroskanych zapobieganiem wydostawaniu się gatunków inwazyjnych, podpisało się tylko 10 z 461 amerykańskich ogrodów botanicznych, ale podobno dużo więcej stosuje się do przedstawionych w dokumencie wytycznych.

Pracownicy brytyjskich Królewskich Ogrodów Botanicznych opublikowali pierwszą w historii globalną analizę bioróżnorodności roślin. Z Sampled Red List Index for Plants dowiadujemy się, że aż 20% spośród 380 000 gatunków roślin jest zagrożonych wyginięciem. Największe niebezpieczeństwo wisi nad nagonasiennymi, a wśród nich najbardziej zagrożone są sagowce, z których zagłada grozi aż 75% gatunków. Rośliny znikają z powodu zaniku habitatów wywołanych działalnością człowieka, głównie rolniczą. Do oceny stanu światowej flory skłoniło naukowców bardzo jednostronne podejście do kwestii ochrony przyrody, z jakim mamy od dawna do czynienia. Stephen Harris, kurator Oxford University Herbaria mówi: "Gdy ludzie myślą o ochronie przyrody, rzadko mają na myśli rośliny". Dodaje, że nie zaskoczyła go informacja o szczególnym niebezpieczeństwie wiszącym nad sagowcami. "Ich populacje mają bardzo małą liczebność i bardzo ograniczone zdolności do rozprzestrzeniania się" - stwierdza Harris. Królewscy botanicy nie badali, oczywiście, wszystkich roślin na wszystkich kontynentach. Zbadali 7000 gatunków z pięciu głównych grup roślin i milion przedstawicieli poszczególnych gatunków przechowywanych w zielnikach. Uczeni sprawdzali gdzie i kiedy dany przedstawiciel został zebrany. Tak uzyskane dana wprowadzili do komputerowej bazy, dzięki której stworzyli dokładną mapę gatunków. Do mapy dołączono informacje dotyczące utraty habitatów, by sprawdzić, czy na danym terenie konkretnemu gatunkowi coś zagraża. Następnie, na potrzeby określenia stopnia zagrożenia, wykorzystali kryteria IUCN. Mówią one np. o tym, że gatunek roślinny jest krytycznie zagrożony, gdy zajmuje mniej niż 10 kilometrów kwadratowych i występuje tylko w jednej lokalizacji. Uczeni mają zamiar przeprowadzić identyczne badania w roku 2015, co pozwoli im stwierdzić, czy z czasem sytuacja się pogarsza czy polepsza. Ich prace pozwolą też rządom poszczególnych państw lepiej prowadzić politykę na rzecz zachowania bioróżnorodności.

Przeprowadzone przez NASA badania wykazały, że marsjański grunt nadaje się do uprawy roślin. Ma on znacznie bardziej zasadowy odczyn, niż się spodziewano. Uczeni stwierdzili, że nadaje się do hodowli szparagów, ale nie truskawek. "Znaleźliśmy podstawę do potrzymania życia, składniki odżywcze" - mówi Sam Kounaves, chemik z University of Arizona. Naukowiec stwierdził, że w gruncie nie ma niczego toksycznego, jest on "bardzo przyjazny". Badania zostały przeprowadzone przez sondę Phoenix, która przetestowała 1 cm3 gruntu pobrany z głębokości 2,5 centymetra. Sonda przez najbliższe trzy miesiące będzie badała geologiczną historię Czerwonej Planety. Odkryła już ona ślady wody, wciąż jednak nie napotkała organicznego węgla.

Naukowcy z University of Illinois odkryli, jako pierwsi w historii, obecność u roślin progesteronu - hormonu płciowych znanych dotąd wyłącznie z obecności w organizmach zwierząt. Funkcja tego związku u roślin nie została dotychczas wyjaśniona, lecz sam fakt jego wytwarzania wskazuje na pełnienie przezeń ważnych funkcji w organizmie. Odkrycia dokonano podczas analizy dwóch pospolitych roślin wyższych: orzecha włoskiego (Juglans regia) oraz Adonis aleppica - jednego z gatunków w obrębie rodzaju miłków. U pierwszej z roślin badaczom udało się stwierdzić obecność progesteronu bezpośrednio, u drugiej zaś - na podstawie wykrycia innych hormonów, należących do wspólnych szlaków metabolicznych z progesteronem. Identyfikacji hormonu dokonano dzięki dwóm superczułym metodom: jądrowemu rezonansowi magnetycznemu oraz spektroskopii masowej. Jak twierdzą autorzy odkrycia, kierowani przez Guido F. Pauliego, obecność tego związku, u samic ssaków odpowiedzialnego za przygotowanie macicy do przyjęcia zarodka oraz utrzymanie ciąży, świadczy o jego istotnej roli także w fizjologii roślin. Na czym jego funkcja miałaby polegać, dotychczas niestety nie ustalono.

Od dawna powtarza się, by nie podlewać roślin w pełnym słońcu, np. w południe, bo może to spowodować oparzenia. Jak dowiedli węgierscy naukowcy z Uniwersytetu im. Loránda Eötvösa, to prawda, ale nie w każdych okolicznościach, sporo bowiem zależy choćby od budowy blaszki liściowej (New Phytologist). Problem skupiania światła przez przywierające do roślin krople wody nie był nigdy gruntowanie badany, i to zarówno teoretycznie, jak i eksperymentalnie. Nie jest to jednak trywialny problem. Większość osób uważa np., że pożary lasów mogą się zaczynać od intensywnego światła, skupionego przez krople zalegające na wysuszonych roślinach – wyjaśnia dr Gabor Horvath. Węgrzy sporządzili modele obliczeniowe i przeprowadzili eksperymenty, aby stwierdzić, jak kąt zwilżania między kroplą a liściem wpływa na warunki oświetleniowe na blaszce liścia. Stwierdzili, że krople na gładkich powierzchniach, np. na liściach miłorzębu czy klonu, nie mogą wywołać oparzeń. Jeśli jednak wziąć pod uwagę pływające liście paprotników, to przez małe pokryte woskiem włoski są one podatne na poparzenie. Dzieje się tak, ponieważ włoski utrzymują krople w ognisku optycznym ponad powierzchnią liścia, tworząc coś w rodzaju szkła powiększającego. Przytrzymywane przez roślinne włoski krople wody mogą wywołać poparzenia. To samo zjawisko wystąpi w przypadku wody zgromadzonej przez włoski na ludzkiej skórze. Uwaga więc na opalanie po kąpielach. Horvath uważa, że teoretycznie identyczny proces może doprowadzić do pożarów lasu podczas suszy, ale wg niego, to rzadkie zjawisko. Zanim kropla zdąży skupić promienie dokładnie na powierzchni rośliny, wcześniej wyparuje.

Dlaczego szczytowy pęd rośliny jest najczęściej tym, który wzrasta najszybciej? Wbrew pozorom, nie chodzi tu ani o jego położenie względem innych, ani o lepsze nasłonecznienie. Jak wykazali badacze z uniwersytetów w Yorku oraz Calgary, szczytowy pęd wygrywa konkurencję z pozostałymi głównie dlatego, że pojawił się w życiu rośliny jako pierwszy, dzięki czemu skutecznie blokuje wzrost swoich "rywali". Dobrze wiemy, że główny wzrastający pęd rośliny blokuje pędy znajdujące się pod nim - właśnie dlatego przycinamy rośliny, by pobudzić wzrost gałęzi. Chcieliśmy dowiedzieć się, w jaki sposób główny pęd wywołuje taki efekt - wyjaśnia sens przeprowadzonego studium jeden z jego autorów, prof. Ottoline Leyser. Od co najmniej 70 lat wiadomo, że jednym z głównych czynników regulujących tempo wzrostu roślin są hormony z grupy auksyn. Są one wytwarzane przez wzrastający pęd i wydzielane do centralnych organów wzrastającego organizmu, skąd trafiają do pozostałych pędów i hamują ich przyrost. Właśnie ostatni etap tego procesu, czyli spowolnienie wzrostu pędów bocznych oraz "wybór" wiodącego stożka wzrostu, był dla badaczy z Anglii i Kanady najbardziej interesujący. Jak wykazano na podstawie danych z zakresu genetyki oraz analizy modelu komputerowego, auksyna wydzielana przez pęd powstający w życiu rośliny jako pierwszy wysyca system transportowy rośliny do tego stopnia, że kolejne porcje tego hormonu nie mogą zostać za jego pośrednictwem przeniesione. Oznacza to, że tylko stożek wzrostu znajdujący się na szczycie najstarszego pędu rośliny jest w stanie "nakazywać" swoim konkurentom spowolnienie własnego wzrostu, podczas gdy do niego samego auksyna wydzielana przez pozostałe pędy nawet nie dociera. Z przeprowadzonych badań wynika także, że raz ustalony porządek jest utrzymywany przez odkryty niedawno hormon zwany strigolaktonem. Substancja ta utrudnia wytwarzanie nowych dróg transportu auksyny, przez co dominacja pojedynczego pędu staje się jeszcze silniejsza. Warto wspomnieć, że głównym autorem modelu informatycznego wykorzystanego podczas opisywanych badań był Polak, Przemysław Prusinkiewicz, pracujący obecnie na Uniwersytecie Calgary.

Firma Paragon Space Development, która jest autorem pomieszczeń dla zwierząt i roślin żyjących w warunkach zmniejszonej grawitacji, chce obecnie zaprojektować księżycowe szklarnie. Urządzenia trafią na Srebrny Glob wraz z lądownikiem Odyssey Moon. Na powierzchni ziemskiego satelity mają kiełkować nasiona gorczycy. Zdjęcie roślin kiełkujących i kwitnących na Księżycu ma mieć też wydźwięk propagandowy. Twórcy szklarni mają nadzieję, że zwiększy ono społeczne zainteresowanie podbojem kosmosu. Zbudowane szklarni nie będzie łatwe. Musi ona przetrwać podróż, wytrzymać warunki panujące na Księżycu, zapewnić odpowiednie warunki rozwoju roślinom oraz być na tyle przezroczysta, by udało się wykonać dobrej jakości zdjęcie. Pokazany prototyp zbudowano ze szkła wzmocnionego metalem. Miał on 9 centymetrów średnicy i 30 centymetrów wysokości. Wystarczyłby do wyhodowania 6 roślin. Już teraz wiadomo, że trzeba go zmodyfikować. Temperatury na Księżycu wahają się od -170 do +100 stopni Celsjusza. Ponadto trzeb ochronić rośliny przed promieniowaniem kosmicznym. Z tego też powodu wybrano szybko kiełkującą gorczycę. Twórcy szklarni chcą bowiem uniknąć zimnej księżycowej nocy, trwającej 14 ziemskich dni, a gorczyca może rozwinąć się w ciągu księżycowego dnia, czyli ziemskich dwóch tygodni. Konieczne jest też opracowanie automatycznego systemu nawodnienia. Nasion nie można nawodnić przed startem z Ziemi, gdyż mogą wykiełkować zanim trafią na księżyc. Muszą dostać wodę dopiero na miejscu. Odyssey Moon ma wystartować przed końcem 2011 roku. Jeśli misja się powiedzie, twórcy lądownika otrzymają 20 milionów nagrody w ramach Lunar X Prize.

Rośliny tylko z pozoru są pasywnymi, mało "żywymi" organizmami. Kolejnego dowodu na poparcie tej tezy dostarczają amerykańscy naukowcy, który wykazali, że w wyniku infekcji korzenie aktywnie wabią odpowiednie bakterie, zdolne do zniszczenia patogenu powodującego chorobę. Badania poprowadzili wspólnie eksperci z Uniwersytetu Delaware oraz Teksańskiego Uniwersytetu Technicznego. Polegały one na analizie zachowania modelowej rośliny, rzodkiewnika (łac. Arabidopsis thaliana), podczas infekcji bakteriami z gatunku Pseudomonas syringae, pospolitego patogenu liści. W wyniku ataku mikroorganizmu liście rosliny żółkły i nabierały charakterystycznego wyglądu. Okazało się jednak, że gdy badacze po kilku dniach zaszczepili glebę wokół rośliny bakteriami Bacillus subtilis, doszło do błyskawicznego wyzdrowienia okazów rzodkiewnika. Jednocześnie zaobserwowano, że podczas infekcji szkodliwymi mikroorganizmami korzenie rośliny zaczęły wydzielać kwas jabłkowy - związek pełniący funkcję "sygnału zagrożenia" i wabiący dobroczynne bakterie do miejsca infekcji. Obserwacja zmian zachodzących podczas ataku P. syringae była możliwa dzięki wykorzystaniu dwóch zaawansowanych technik laboratoryjnych. Pierwsza z nich to uprawa hydroponiczna, czyli hodowanie roślin w roztworze substancji odżywczych, bez dostępu do gleby. Umożliwia to bardzo precyzyjne regulowanie składu pożywki, a także zapewnia możliwość stałej obserwacji korzeni i ich otoczenia. Drugą zastosowaną techniką była laserowa mikroskopia konfokalna - wyjątkowo precyzyjna technika optyczna. Zaledwie kilka instytutów badawczych na świecie może się pochwalić posiadaniem tak zaawansowanego modelu mikroskopu, jak ten zainstalowany na Uniwersytecie Delaware. Jak oceniają autorzy odkrycia, pokazuje ono, że rośliny nie są tylko pasywnymi organizmami zdanymi na łaskę i niełaskę patogenu. Rośliny są znacznie sprytniejsze, niż zwykliśmy uważać, tłumaczy dr Harsh Bais, jeden z naukowców zaangażowanych w badania. Dodaje: ludzie myślą, że rośliny, zakorzenione w glebie, są po prostu unieruchomione i bezsilne, gdy dochodzi do ataku szkodliwych grzybów lub bakterii. Odkryliśmy jednak, że rośliny posiadają sposoby na przywołanie pomocy z zewnątrz. Obecnie trwają dalsze badania, których celem będzie zdefiniowanie związków obecnych na powierzchni komórek bakterii, które odpowiadają za wywołanie odpowiedzi rzodkiewnika. Naukowcy chcą także poznać dokładny sposób przekazywania informacji z zakażonych liści od korzeni wydzielających kwas jabłkowy oraz substancji pełniących w tym procesie rolę nośnika informacji. Istnieje nadzieja, że dokładnie zrozumienie interakcji pomiędzy roślinami i sprzyjającymi im bakteriami pozwoli na "zacieśnienie" tej współpracy, co może mieć niebagatelne znaczenie przede wszystkim dla rolnictwa.

Blogować mogą nie tylko ludzie w różnym wieku, ale ostatnio również rośliny. KAYAC, japońska firma z branży IT, opracowała specjalny interfejs, który pozwala przekształcać odczucia okazu Hoya kerii w posty. Pan Midori (Midori-san) pisze pamiętnik ze swojej doniczki w kawiarni Donburi w Kamakurze. Twórcą technologii wykorzystanej w interfejsie jest Satoshi Kuribayashi z Keio University. Czujniki wyłapują słabe bioprądy na powierzchni liści, których natężenie zmienia się w zależności od warunków środowiskowych: wilgotności, drgań, temperatury, aktywności człowieka czy promieniowania elektromagnetycznego. Specjalny algorytm dokonuje tłumaczenia impulsów elektrycznych na zdania w języku japońskim. Midori bloguje od 30 września. Na górze każdego postu widnieje jego aktualna fotografia. Treść nie jest zbyt urozmaicona. Dotyczy pogody, czyli np. zachmurzenia lub ilości światła z lampy fluorescencyjnej, oraz nastroju sukulenta. Wszystkie wpisy są opatrzone powiedzeniami wykorzystującymi grę słów (wróżbami). Internauci także mogą zaświecić lampę zawieszoną nad doniczką. Da się to zrobić albo bezpośrednio na witrynie, albo za pomocą widżetu (kod HTML zamieszczono na stronie). Gdy lampa zostanie aktywowana, pojawia się relacja na żywo. Roślina wyraża wdzięczność za doświetlenie (dlatego jako ulubione słowo w profilu blogera wpisano "dziękuję"). Jej hobby stanowi ponoć przepowiadanie przyszłości. Potencjał elektryczny na powierzchni liści jest stale mierzony i udostępniany fanom Hoya kerii. Informatycy z KAYAC nie tylko eksplorują możliwości inteligentnych sieci, ale chcą też zwrócić uwagę ludzi na otaczający ich świat roślin.

We wschodniej Australii natrafiono zeszłego lata na roślinę, która miała wyginąć ponad 100 lat temu. Ostatni udokumentowany okaz widziano bowiem w czerwcu 1904 roku. Ian Macdonald, minister przemysłu Nowej Południowej Walii, poinformował, że cudownie odnaleziony gatunek Euphrasia arguta należy do rodzaju naparstnic. Obecnie opracowywany jest plan jego ochrony. Wg przedstawiciela rządu, znalezisko skłania do zastanowienia się nad jakością opieki nad fauną i florą miejscowych lasów. Przybysz z przeszłości został "namierzony" przez pracownika leśnego w Nundle State Forest na północnym zachodzie stanu.

Badacze z Lawrence Berkeley National Laboratory, laboratorium należącego do Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, odkryli białko działające niczym przeciwsłoneczna roleta chroniąca liście roślin przed uszkodzeniem przez nadmierne naświetlenie przez słońce. Odkrycie to może pewnego dnia pozwolić na produkcję doskonalszych ogniw słonecznych, naśladujących funkcjonowanie żywego liścia. Kluczowe dla badań białko nazywa się CP29. Zabezpiecza ono rośliny przed nadmiarem docierającego do tkanki promieniowania, przepuszczając wyłącznie określoną maksymalną dawkę światła. Przypuszcza się, że za regulacją aktywności tego filtra stoją zmiany pH wewnątrz komórki. Fotosynteza, efekt niezliczonych lat ewolucji, jest procesem o fenomenalnej wręcz wydajności. Szacuje się, że rośliny są w stanie zamienić w energię chemiczną aż do 97% energii pochodzącej z światła słonecznego. Stanowi to jednak pewne zagrożenie, gdyż przy intensywnym naświetlaniu powierzchni liścia pojawia się groźba uszkodzenia tworzącej go tkanki. Rośliny znalazły jednak sposób na ochronę przed tym zjawiskiem: wykrywają zmiany pH charakterystyczne dla zmiany ilości padającego na nie światła i po przekroczeniu pewnego limitu uruchamiają mechanizm, którego zadaniem jest rozproszenie nadmiaru energii w nieszkodliwy dla rośliny sposób. Trzy lata temu badacze z Lawrence Berkeley National Laboratory, pracujący pod przewodnictwem prof. Grahama Fleminga, odkryli zeaksantynę - barwnik z grupy karotenoidów, który chroni komórki przed nadmiarem padającego światła. Cząsteczka tego związku przyjmuje na siebie część docierającej do liścia energii i zużywa ją na wyrzucenie ze swojej struktury pojedynczego elektronu. Pozwala to na zamianę energii promieniowania w energię ruchu wspomnianego elektronu. Do tej pory nie było jednak wiadomo, jaki czynnik reguluje ilość produkowanej zeoksantyny oraz jej interakcje z chlorofilem, najważniejszym związkiem odpowiedzialnym za proces fotosyntezy. Aby rozwiązać tę zagadkę, zespół prof. Fleminga zastosował techniki spektrofotometryczne, tzn. badanie reakcji poszczególnych cząsteczek na światło. Odkryto w ten sposób, że trzy białka, nazwane CP29, CP26 i CP24, są zdolne do przeprowadzenia reakcji usunięcia elektronu ze struktury zeoksantyny. Dalsze badania objęły wyłącznie analizę funkcjonalną proteiny CP29 jako tej, która jest najlepiej znana pod względem struktury cząsteczki oraz czynników genetycznych wpływających na jej syntezę. Naukowcom udało się ustalić, że powstające pod wpływem intensywnego naświetlania zmiany w pH wywołują zmianę rozkładu atomów wewnątrz molekuł białka, umożliwiając mu przeprowadzenie reakcji oderwania elektronu od zeaksantyny. Gdy tylko uda się rozproszyć odpowiednio wiele energii, pH wraca do normy, a białko ponownie traci swoją zdolność. Dzięki wspomnianemu mechanizmowi komórka jest w stanie pochłonąć więcej energii do przeprowadzenia fotosyntezy bez obawy o "przegrzanie" od nadmiaru padającego światła. Szczegóły odkrycia opublikowano w czasopiśmie Science.

Wydawać by się mogło, że naukowcy od dawna wiedzą, jak rosną rośliny. Okazuje się, że to nieprawda, ponieważ niemal od stu lat botanicy zmagają się z tajemnicą mechaniki wzrostu. Najnowsze badania wykazały, że to skórka (epiderma) mówi reszcie organizmu, kiedy nadszedł czas na pięcie się w górę. Łodyga jest zbudowana z trzech warstw. Na zewnątrz znajduje się wspomniana już skórka, pod nią kora pierwotna z umożliwiającymi fotosyntezę chloroplastami, a w samym środku walec osiowy z wiązkami przewodzącymi. Dyskusja o tym, która z nich zapoczątkowuje wzrost, rozpoczęła się ok. 150 lat temu. Szala zwycięstwa przechylała się to na jedną, to na drugą stronę. Jedna z teorii postulowała, że tkanki wewnętrzne naciskają na epidermę, porównując to do sytuacji rozpychania balonika przez wdmuchiwane do niego powietrze. Inna przyzwała prym rosnącej najpierw skórce. Tkanki wewnętrzne musiały tylko wypełnić powstające wskutek powiększenia się epidermy wolne przestrzenie. Zespół z Salk Institute for Biological Studies w San Diego postanowił sprawdzić praktycznie, która z teorii jest prawdziwa. Szefem ekipy był genetyk roślin, Sigal Savaldi-Goldstein. Manipulowano brasinosteroidem (hormonem wzrostu) i jego receptorami w skórce oraz tkance przewodzącej rzodkiewnika. Okazało się, że gdy jego karłowate odmiany, które nie posiadają receptora hormonu, zostały zmienione tak, by produkować go w tkankach zewnętrznych, urosły do normalnych rozmiarów. Z kolei zwykłe odmiany, których epiderma została pozbawiona hormonu wzrostu, pozostały małe. Badania te sugerują, że to epiderma informuje, za pomocą substancji chemicznych, tkanki wewnętrzne o potrzebie wzrostu lub jego zatrzymania. Dzięki temu wszystkie rosną równocześnie. Steven Clouse, genetyk roślin a North Carolina State University uważa, że badania Goldsteina to duży krok naprzód. Nie wykluczają one jednak całkowicie teorii dotyczących biomechanicznych przyczyn wzrostu. Inne badania wykazały bowiem, że nawet po usunięciu epidermy rośliny reagują na sygnały przekazywane przez hormony wzrostu.

Akademicy z Korei Południowej twierdzą, że zdobyli dowody na to, że mówienie do roślin i włączanie im magnetofonu nie jest fanaberią czy dziwactwem, ale ma swoje podstawy naukowe. Odkryli ponoć zestaw genów reagujących na dźwięki. Dr Mi-Jeong Jeong wyjaśnia, skąd pomysł na hipotezę badawczą: skoro rośliny reagują na światło, temperaturę, dotyk i wibracje, dlaczego nie miałyby tego robić w odpowiedzi na dźwięk? Kiedy ryżowi odtwarzano muzykę klasyczną (Sonatę księżycową Beethovena, Clair de lune Debussy'ego i Zimę z Czterech pór roku Vivaldiego), zieloni delikwenci ani drgnęli. Gdy jednak odgrywano pojedyncze nuty, pojawiła się reakcja w dwóch genach reagujących na światło. Była silniejsza przy wyższych dźwiękach i słabła wraz z obniżeniem tonacji. Chociaż istnieje sporo badań dotyczących reaktywności na dźwięk na poziomie fizjologicznym, niewiele eksperymentów poświęcono jego wpływowi na geny – napisali biolodzy w artykule opublikowanym w periodyku Molecular Breeding. Koreańczycy wierzą, że można będzie wykorzystać „słuch” roślin do manipulowania ich wzrostem, a więc przyda się w rolnictwie. Być może uda się zmodyfikować rośliny tak, by kwitły w określonym momencie, gdy „usłyszą” daną nutę. Doktor Philip Wigge z John Innes Centre, jednego z najlepszych światowych centrów botaniki i mikrobiologii pozostaje sceptyczny wobec rewelacji Koreańczyków, chociaż nie odrzuca ich całkowicie. Byłbym zdumiony, gdyby rośliny potrafiły odróżniać dźwięki. Ale nigdy nie wiadomo – mówi. To byłaby wielka szansa dla rolnictwa, jednak stwierdzenia takie mogą być czynione na wyrost – dodaje. Jego zdaniem wibracje powodowane przez fale dźwiękowe mogły wpłynąć na geny, jednak, jak zauważa, reakcja była tak słaba, że może być to naturalna wariacja w genach. Wiemy, że rośliny odpowiadają na wiatr i dotyk. Może to mieć z tym co wspólnego – mówi. Dodał, że ludzie od dziesiątków lat szukają u roślin jakichś nowych reakcji i niczego takiego nie znaleźli.