Sledujte, jak dýchají rostliny, vědci by tento proces chtěli upravit

Díky moderní technologii můžeme detailně sledovat, jak rostliny dýchají. Vypadá to jako scéna z jiného světa, ale přitom takto dýchají všechny rostliny na této planetě. Jedná se o proces, bez kterého by na této planetě nebyl život. Vědci chtějí tento proces nejen detailně studovat, ale také ho dokázat upravit. Zdá se, že lidé už nyní až příliš experimentují s tím, co nám příroda dala. Vědci ale uvádějí, že úprava tohoto procesu by mohla klíčové rostliny ochránit na místech, kde by mohly být ohrožené.

Co studie zkoumala?

Vědci z UC San Diego, Estonsko a Finsko, financovaní americkou Národní vědeckou nadací (NSF), našli nepolapitelnou molekulární cestu, kterou rostliny používají k řízení svého „dýchání“ oxidu uhličitého. Vědce zajímá, jakým způsobem rostliny vnímají oxid uhličitý a za jakých okolností nechávají své průduchy otevřené a kdy zavřené. Kontrolováním tohoto procesu bychom chtěli produkovat plodiny dostatečně odolné pro prostředí, které se stále mění.

„Výzkumníci doufají, že využití tohoto mechanismu by mohlo vést k budoucímu inženýrství účinnosti využívání vody rostlinami a příjmu uhlíku, což je kritické, protože koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře se stále zvyšuje,“ řekl Jared Dashoff, mluvčí National Science Foundation.

„Ve skutečnosti vědci podali patent a zkoumají způsoby, jak převést svá zjištění do nástrojů pro šlechtitele plodin a farmáře.“

Proces popsaný ve výzkumu publikovaném v Science Advances se stává jasnějším na mikroskopické úrovni.

Rostliny musí dosáhnout rovnováhy

Rostliny se mezi sebou liší, ale většina z nich má na listech, ale i dalších částech těla, drobné otvory, kterým se říká stomata. Jde o průduchovité póry, které se otevírají a zase zavírány.

„Když jsou však průduchy otevřené, vnitřek rostliny je vystaven povětrnostním vlivům a voda z rostliny se ztrácí do okolního vzduchu, což může rostlinu vysušit,“ řekl Dashoff. „Rostliny proto musí vyrovnávat příjem oxidu uhličitého se ztrátou vodní páry tím, že řídí, jak dlouho zůstanou průduchy otevřené.“

Pro lidstvo jsou nejdůležitější rostliny, které mu zajišťují obživu, jedná se o plodiny jako jsou kukuřice, rýže nebo pšenice. Pokud se někde změní klima a rostliny nedokáží dosáhnout nové rovnováhy, mohou vyschnout. Pokud se to stane, farmáři přijdou o úrodu a lidé mohou hladovět. V atmosféře narůstající množství nákladů a teplota se zvyšuje. Ovlivňuje to mezi vstupem oxidu a ztrátou vodní páry.

„Vědci již dlouho chápou průduchy a rovnováhu mezi příjmem oxidu uhličitého a ztrátou vody. Doposud nevěděli, jak rostliny vnímají oxid uhličitý, aby signalizovaly průduchům, aby se otevřely a uzavřely v reakci na měnící se hladiny oxidu uhličitého,“ řekl Dashoff.

„Vědět, že to nyní umožní výzkumníkům upravovat tyto signály – takže rostliny mohou dosáhnout správné rovnováhy mezi příjmem oxidu uhličitého a ztrátou vody – a umožní vědcům a šlechtitelům rostlin produkovat plodiny dostatečně robustní pro životní prostředí budoucnosti.“

Zdroj:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq6161