Επιστήμονες ανακάλυψαν πως αναπνέουν τα φυτά, με έμπρακτο τρόπο

Επιστήμονες ανακάλυψαν πως αναπνέουν τα φυτά, με έμπρακτο τρόπο
Image credit: University of Sheffield

Μία ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε πως τα φυτά δημιουργούν δίκτυα αεραγωγών στους πνεύμονες του φύλλου – για τη μεταφορά διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στα κύτταρα τους.

Οι βοτανολόγοι γνώριζαν ήδη από τον 19ο αιώνα ό,τι τα φύλλα έχουν πόρους – που ονομάζονται Στόματα – και περιέχουν ένα περίπλοκο εσωτερικό δίκτυο αεραγωγών. Αλλά μέχρι τώρα δεν μπορούσαν να κατανοήσουν πως σχηματίζονται αυτά τα κανάλια για να παρέχουν σταθερή ροή CO2 σε κάθε φυτικό κύτταρο.

Η παρούσα νέα μελέτη, που διεξήχθη με επικεφαλής τους ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ, σε συνεργασία με συναδέλφους του Πανεπιστημίου του Νότιγχαμ και του Πανεπιστημίου του Λάνκαστερ, οι οποίοι χρησιμοποίησαν τεχνικές γενετικής χειραγώγησης για να αποκαλύψουν τελικά ό,τι όσο περισσότερα Στόματα έχει ένα φύλλο, τόσο περισσότερα κανάλια αεραγωγών σχηματίζονται. Τα κανάλια δρουν όπως τα Βρογχίδια – τα μικροσκοπικά περάσματα που μεταφέρουν αέρα στις επιφάνειες των πνευμόνων στους ανθρώπους και τα ζώα.

Επιπρόσθετα διαπίστωσαν ό,τι η μεταφορά του CO2 μέσω των πόρων πιθανότατα καθορίζει το σχήμα και την κλίμακα του δικτύου καναλιών αέρα.

Η ανακάλυψη σηματοδοτεί ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της κατανόησης της εσωτερικής δομής ενός φύλλου και πως η λειτουργία των ιστών μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται – κάτι που θα μπορούσε να έχει έμπρακτα οφέλη πέρα ​​από τη φυτική βιολογία σε τομείς όπως η εξελικτική βιολογία.

Η μελέτη δείχνει επίσης ό,τι τα φυτά σίτου έχουν εκτραφεί με τέτοιο τρόπο από πολλές γενιές ανθρώπων για να έχουν λιγότερους πόρους στα φύλλα τους και κατ’ επέκταση λιγότερους αεραγωγούς, γεγονός που καθιστά τα φύλλα τους πιο πυκνά και τους επιτρέπει να καλλιεργούνται με λιγότερο νερό.

Αυτή η νέα ιδέα αναδεικνύει τη δυνατότητα των επιστημόνων να καταστήσουν τις βασικές καλλιέργειες όπως το σιτάρι, ακόμα πιο αποδοτικές με λιγότερο ή ελάχιστο νερό, αλλάζοντας την εσωτερική δομή των φύλλων τους. Αυτή η προσέγγιση τυπικά συγγενεύει με μία άλλη μελέτη που διεξήχθη κατά το παρελθόν από το ίδιο πανεπιστήμιο, όπου οι επιστήμονες κατάφεραν να αναπτύξουν φυτά ρυζιού και σιταριού που μπορούν να επιβιώσουν σε συνθήκες ακραίας ξηρασίας.

Ο καθηγητής Andrew Fleming από το Πανεπιστήμιο του Σέφιλντ, δήλωσε: «Αυτή η μεγάλη ανακάλυψη δείχνει ό,τι η κίνηση του αέρα μέσα από τα φύλλα διαμορφώνει την εσωτερική τους λειτουργία – η οποία έχει επιπτώσεις στον τρόπο που εξελίσσονται και μεγαλώνουν τα φυτά. Το γεγονός ό,τι οι άνθρωποι έχουν ήδη ακούσια επηρεάσει τον τρόπο που αναπνέουν τα φυτά με την αναπαραγωγή σιταριού που χρησιμοποιεί λιγότερο νερό υποδηλώνει ό,τι θα μπορούσαμε να στοχεύσουμε αυτά τα δίκτυα καναλιών αέρα για την ανάπτυξη καλλιεργειών που μπορούν να επιβιώσουν στις πιο ακραίες ξηρασίες που πρόκειται να έρθουν κάποια στιγμή στο μέλλον λόγω της κλιματικής αλλαγής».