Până acum, se credea că plantele încearcă să economisească energie din cauza lipsei de apă, dar nu este așa
Cuprins
Când apare o perioadă de secetă, plantele tind să-și oprească creșterea, un comportament care, până acum, părea să răspundă unui mecanism de economisire a energiei, pentru a activa mecanismele de apărare. Cu toate acestea, nu este așa. Acum, o echipă de cercetători a descoperit că acest comportament al plantelor se datorează unei forme de protejare a ADN-ului împotriva mutațiilor.
Echipa Institutului de Biologie Moleculară și Celulară a Plantelor (IBMCP), centru mixt al Consiliului Superior de Cercetare Științifică (CSIC) și Universității Politehnice din Valencia (UPV), cu participarea cercetătorilor de la Universitatea Jaume I din Castelló, a demonstrat că oprirea creșterii plantelor în perioadele de secetă nu răspunde nevoii de a economisi energie.
Cercetarea, publicată în revista Nature Communications și preluată de Europa Press, indică faptul că cheia ar putea sta în mecanismul de protecție a ADN-ului celulelor stem ale plantei, care încearcă să împiedice transmiterea mutațiilor la descendenți.
În detaliu
La studiu au participat Miguel Ángel Blázquez și Antonio Serrano, David Alabadí, Cristina Urbez și Silvia Jurado, toți membri ai personalului științific al Grupului de Semnalizare a Plantelor din cadrul IBMCP (CSIC-UPV), precum și Carlos de Ollas și Aurelio Gómez-Cadenas, cercetători ai UJI, care au colaborat la testele de toleranță la secetă.
În plus, în laboratorul lui Robert Sablowski, cercetător la John Innes Centre (Norwich, Regatul Unit), au fost efectuate primele observații care au dat naștere lucrării.
Potrivit IBMCP, în perioadele de secetă, plantele încetează să crească. Până acum, această reacție era atribuită necesității de a „redirecționa” resursele energetice disponibile către declanșarea răspunsului „defensiv”. Cu toate acestea, „nu toate observațiile se potrivesc cu această explicație”.
Grupul de Semnalizare a Plantelor al IBMCP, condus de profesorul de cercetare al CSIC Miguel Ángel Blázquez, a propus o ipoteză alternativă. „Am creat plante în care am dezactivat frâna de creștere sub stres. Chiar și în aceste condiții adverse de lipsă de apă,plantele continuă să crească fără a suferi răspunsul de apărare”, a explicat Blázquez. „Acest lucru ne-a determinat să credem că oprirea creșterii nu se datorează unei lipse de resurse energetice, ci unei alte cauze”.
De reținut
Unul dintre efectele stresului asupra oricărui organism viu este generarea de radicali liberi care provoacă leziuni ADN-ului (acid dezoxiribonucleic), molecula care conține informația genetică a unui organism viu, care determină caracteristicile acestuia și se găsește în nucleul celulelor.
Având în vedere această premisă științifică, grupul IBMCP a dorit să afle dacă oprirea creșterii plantei „ar putea fi un mecanism de protecție a ADN-ului, deoarece în timpul diviziunilor celulare acesta este cel mai expus la deteriorare”.
Experimentele efectuate de oamenii de știință de la CSIC au confirmat ipoteza lor. Plantele care continuă să crească în condiții de stres acumulează mai multe leziuni ale ADN-ului și mai multe celule moarte decât cele care încetează să crească. Oprirea creșterii unei plante este benefică pentru păstrarea integrității acesteia în perioadele de secetă.
De asemenea, după cum a explicat Antonio Serrano, cercetător al CSIC la IBCMP, „considerăm că această oprire are un beneficiu suplimentar. Toate organele plantei, inclusiv ovulele și polenul, care sunt esențiale pentru reproducerea acesteia, provin din meristeme. Acestea sunt țesuturi vegetale în care se găsesc celulele stem care au capacitatea de a se divide continuu pe tot parcursul vieții plantei pentru a genera noi țesuturi și organe”.
Din acest motiv, în opinia lui Serrano, „este foarte probabil ca mecanismul de protecție a ADN-ului acestor celule din meristem să se activeze în condiții de stres hidric și să paralizeze procesul lor de subdiviziune constantă și creștere, cu scopul de a evita transmiterea mutațiilor la descendenți”.
Mai multe detalii
Concluziile acestei cercetări au o posibilă aplicare în domeniul agriculturii. Deoarece lipsa sau deficitul de energie al plantei nu este un factor limitativ pentru creșterea acesteia, aceasta înseamnă că „nu este imposibil să se dezvolte noi soiuri care să crească și să se apere în același timp”.
Cu toate acestea, în orice strategie biotehnologică dezvoltată „ar trebui introdus un mecanism de protecție a ADN-ului sau ar trebui renunțat la semințele acestor plante pentru însămânțarea sezonului următor”.
