Kako biljke koriste kemijsko oružje da se zaštite

Nije uvijek zabavno biti biljka. S korijenima duboko ukorijenjenima u zemlju, nema baš puno mogućnosti za bijeg od insekata koji žele položiti svoja jajašca na njezine listove, ili kada se ličinke izlegnu i započnu ju jesti.

To je razlog zbog čega sve biljke razviju obrambeni sustav kako bi se zaštitile protiv insekata i gljivica koje bi u suprotnom proždrle njihovo krhko lišće, sjemenje ili voće.

Do sada znanstvenici nisu znali kako se biljke prebacuju između mnogo različitih tipova obrambenih sustava koje ih štite protiv različitih vrsta napada. No sada znanstvenici su riješili misterij.

‘Molekularni gradivni blokovi ovih obrambenih sustava čine ih fleksibilnima. To nam pruža novo znanje koje možemo upotrijebiti kako bi stvarali bolje usjeve i razumjeli kako se biljke nose u svijetu klimatskih promjena’, rekao je glavni autor Birger Lindberg Moller, profesor na Center for Synthetic Biology na Sveučilištu Copenhagen, Danska.

Rezultati su objavljeni u časopisu Science.

Kolege: Briljantna studija

Ros Gleadow sa Sveučilišta Monash, Australia, opisuje nove rezultate ništa drugo doli briljantne. Ona nije bila uključena u novo istraživanje, no također je proučavala tipove biljaka koje su uključene u novu studiju.

Znanstvena zajednica imala je mnoge sumnje o mehanizmima koje su Moller i njegov tim sada mapirali, no sada nema sumnje kako ti mehanizmi rade’, rekla je.

‘Mnogo je podataka koji stoje iza ove studije. Dobra znanost uzima vrijeme i kreativnost’, rekla je Gleadow.

Nova studija vodi put prema boljem razumijevanju kako možemo proizvesti biljke koje su u stanju izdržati prijetnje klimatskih promjena.

‘Moramo razviti zdravije i održivije kulture koje bi učinkovitije koristile gnojivo i koje su u stanju tolerirati ekstremne vrućine i kroničnu sušu. Studija otvara nove puteve za rješavanje tih problema i kreira usjeve koji su sigurniji za prehranu. Vrlo sam uzbuđena o ovim mogućnostima, rekla je.

Bademi se štite kemijskim oružjem

Mnoge biljke imaju ugrađeni sustav obrane koji, kada se aktivira, otpušta hidrogen cijanid kako bi se obranio od insekata i gljivica.

To se odnosi na dio biljke pod napadom. To je ono što čini bademe gorkima, marelice i sjeme jabuke toksičnima kada se slome.

No, biljke imaju mnogo različitih obrambenih sustava koji se mogu aktivirati pojedinačno, ovisno o tipu prijetnje s kojom se suočavaju.

‘Svaka biljka trebala bi biti u mogućnosti brzo, fleksibilno i precizno pretvoriti svoj metabolizam da proizvode novi tip obrambenog agensa’, kaže Moller.

Bilje kako bi se obranile koriste cijanid

Uzmite primjer gorkih badema, jezgre jabuka ili Afričkog sirka koji koriste cijanogenetski glikozid za svoju obranu.

Cijanogenetski glikozid po sebi je bezopasan, gorka supstanca koja se transformira u cijanid kada se stanice koje sadrže cijanogenetski glikozid unište. Primjerice, kada ih ljudi ili insekti jedu.

U ovoj točci, biljka otpušta cijanidnu bombu direktno na napadača. Cijanid čini to da je insektu loše i on prestaje jesti biljku. Čak se i krava može otrovati i uginuti nakon što je odgrickala komadić Afričkog sirka.

‘Ovako visoko specijalizirana obrana ključ je za opstanak biljke i cijanid je samo jedan od mnogih različitih otrova koje biljka proizvodi kao odgovor na različite vrste napada’, kaže Moller.

Biljke mogu osjetiti slinu insekata

Moller i njegov tim otkrili su točno što se događa u biljci na molekularnoj razini kada otpuštaju cijanid.

Prethodno istraživanje pokazalo je kako su biljke u stanju prepoznati specifično različitu ličinku insekata signalima registriranim od enzima u slini ličinke.

To biljci omogućuje da kreira jedinstveni kompleks toksina ili obrambene molekule da napadne različite insekte.

Prilagođeni obrambeni mehanizmi

Konstantna zamjena komponenti omogućuje biljci da brzo radi različite obrambene agense kako bi se borila s rasponom prijetnji.

U isto vrijeme, biljka mora biti oprezna da ne otpusti otrovne posrednike koje mogu oštetiti biljku, kaže Moller.

‘Svaka se komponenta enzimskog kompleksa skuplja vrlo precizno u odnosu na onu drugu, čime enzimski kompleks čini savršenom skupnom linijom, od kuda gotovi obrambeni agensi mogu pobjeći’, kaže.

Membrane i specifične molekularne komponente moraju biti prisutne kako bi enzimski kompleks funkcionirao.

‘Enzimski kompleks je poput psa čuvara. Brzo se kreće oko stanične membrane biljke i može proizvesti obrambeni agens gdje je najpotrebniji. Primjerice, kada spore plijesni slete i pokušaju napasti stanicu biljke’, kaže Moller.

Kako će biljka odgovoriti na nove prijetnje?

Prema Mollleru važno je razumjeti obrambeni mehanizam biljke kako bi se znalo što budućnost za biljke nosi kako se klima nastavlja mijenjati.

Insekti i drugi pesticidi premjestit će se na novo područje – na prethodno nedirnuta mjesta od strane tih pesticida – gdje biljke koje ne sumnjaju ništa možda neće biti u stanju razumjeti njihove napade.

Novi će rezultati pomoći znanstvenicima razumjeti kako se biljke pokušavaju zaštititi protiv novih napada.

 

Izvor: Science Nordic

 

 

Odgovori

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena.

Ova web-stranica koristi Akismet za zaštitu protiv spama. Saznajte kako se obrađuju podaci komentara.