Mint az emberek és az állatok, A növények az éghajlatváltozás kihívásával is szembesülnek. Ahogy az éghajlat felmelegszik és szárazabbá válik, a növények keresik a módot, hogy alkalmazkodjanak ezekhez az új extrém körülményekhez. A ben megjelent kutatás Globális változásbiológia A Liverpooli Egyetem és az egyesült államokbeli Syracuse Egyetem csapata feltárja, hogyan módosítják a növények DNS-üket, hogy túléljenek a változó környezetben.
Az elmúlt 15 évben a kutatók azt vizsgálták, hogy a Buxton (Egyesült Királyság) melletti füves területen egy sor növényfaj hogyan reagál a szélsőséges időjárási eseményekre, mint pl. intenzív aszályok y heves esőzés. Az eredmények meglepőek voltak: ezek a változó körülmények genetikai változásokat idéztek elő a növényekben, ezt a jelenséget a tudósok nevezték el.evolúciós mentés”.
Dr. Raj Whitlock, a Liverpooli Egyetem Integratív Biológiai Intézetének ökológia professzora kiemelte, hogy a növények változást mutathatnak ki genetikai sokféleség Ilyen rövid idő alatt ez egy elképesztő felfedezés, tekintve, hogy a növényeknek általában sokkal hosszabb időre van szükségük ahhoz, hogy alkalmazkodjanak az éghajlati változásokhoz. Ez magyarázhatja a vizsgált fajok azon képességét, hogy nehéz környezeti körülmények között is boldoguljanak. Ebben az összefüggésben fontos megérteni, hogy a növények hogyan alkalmazkodnak az éghajlatváltozáshoz.
A kutatást a Buxton Climate Change Impacts Laboratory (BCCIL), ahol 1993 óta kísérletileg manipulálják az éghajlatot, hogy megfigyeljék, hogyan reagálnak a növények az ilyen változásokra.
A lenyűgöző felfedezések ellenére Az éghajlatváltozás továbbra is óriási kihívást jelent a legtöbb növényfaj számára a világon. Mindegyiküknek alkalmazkodnia kell a folyamatosan változó éghajlathoz. A növények az emelkedő hőmérséklettel, a sótartalommal, az elhúzódó aszályokkal és egyéb igénybevételekkel szembesülve, különféle mechanizmusokat alkalmaznak túlélésük biztosítására, ami a mediterrán ökoszisztémákban is megfigyelhető, amelyek különösen sérülékenyek.
Azok a mechanizmusok, amelyeket a növények alkalmaznak az alkalmazkodásra, magukban foglalják növekedésük és anyagcseréjük módosulását, szabályozását sztómák, a pórusok, amelyek lehetővé teszik a gázok és a víz cseréjét, valamint a védő és antioxidáns fehérjéket kódoló gének expressziójának változásait. Ezen mechanizmusok mindegyike sajátos hatással van a növények létfontosságú funkcióira, és döntő fontosságú a túlélésük szempontjából kedvezőtlen körülmények között.
A közelmúltban a következőket azonosították: Kerékpározási DOF-tényezők (CDF-ek), alapvető transzkripciós faktorok csoportja, amelyek szabályozzák a növények különböző abiotikus stresszhelyzetekre adott válaszait. Ezek a tényezők módosítják az alapvető szempontokat, például a virágzási időt és a gyökérnövekedést, valamint a különböző típusú környezeti stresszekkel szembeni toleranciát. A legújabb kutatások azt sugallják, hogy a CDF-ek funkciói megőrződnek más fajokban, beleértve a mezőgazdasági jelentőségű növényeket is. Ez elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük a a növények alkalmazkodása az éghajlatváltozáshoz.
Alkalmazkodás a környezeti stresszhez
A növények egy sor környezeti terhelésnek vannak kitéve, amelyek gyakorisága és intenzitása az éghajlatváltozás miatt megnövekedett. A aszálypéldául az egyik olyan tényező, amely leginkább befolyásolja a növények növekedését. Súlyos aszályos körülmények között a növényeknek be kell zárniuk sztómáikat, hogy csökkentsék a vízveszteséget, ami viszont korlátozza fotoszintetizáló képességüket.
A sztóma záródása azonban káros lehet, ha magas a hőmérséklet. Egy nemrégiben végzett tanulmány olyan molekuláris mechanizmust azonosított, amely szabályozza a sztómák nyitását és zárását, segítve a növényeket a párologtatás és a vízmegőrzés egyensúlyában. Ez a jelzőrendszer létfontosságú az extrém körülményekkel szembesülő növények számára, és lehetővé teszi számukra, hogy gyorsan és hatékonyan reagáljanak a környezetük változásaira. Ha többet szeretne megtudni arról, hogyan élnek túl a növények zord körülmények között, tekintse meg cikkünket a növények túlélése a sivatagban.
Továbbá amikor a növények stresszt szenvednek, epigenetikus memória lehetővé teszi számukra, hogy emlékezzenek ezekre a feltételekre, és a jövőben hatékonyabban reagáljanak. Ezt az emléket át lehet adni az utódoknak, növelve a túlélés esélyét a változó környezetben. A legújabb tanulmányok kimutatták, hogy a fák képesek emlékezni a múlt hőség- vagy aszályos epizódjaira, ami befolyásolja az új stresszes időszakokkal való megbirkózási képességüket.
A növények többfélét használnak biokémiai és fiziológiai mechanizmusok növekedésük fenntartása és sejtintegritásuk védelme a kedvezőtlen körülményekkel szemben. Ezeket a mechanizmusokat általában a stresszválasz gének kiterjedt készlete és a transzkripciós faktorok összetett hálózata szervezi. A kutatások kimutatták, hogy a növényi hormonok, például az abszcizinsav és a szalicilsav koncentrációja kritikus fontosságú ezen adaptív válaszok szabályozásában, lehetővé téve a növényeknek, hogy valós időben reagáljanak az őket érintő környezeti változásokra.
Annak megértése, hogy a növények hogyan alkalmazkodnak az éghajlatváltozáshoz, elengedhetetlen a hosszú távú túlélésüket biztosító stratégiák kidolgozásához és a mezőgazdasági termelés javításához. Az új növényfajtáknak ellenállóbbnak kell lenniük a szélsőséges időjárási viszonyokkal szemben, hogy a jövőben biztosítsák az élelmezésbiztonságot, amint azt a Kímélő mezőgazdaság, mint a klímaváltozás elleni gyakorlat.
A növényi alkalmazkodás azonban nem önmagában történik. Ő éghajlatváltozás Ez hatással van az ökoszisztémák egészére, ami viszont hatással van a fajok sokféleségére és ellenálló képességére. Ezért feltétlenül figyelembe kell venni az éghajlatváltozás és az emberi tevékenység együttes hatását a biológiai sokféleségre és a növények azon képességére, hogy alkalmazkodjanak ezekhez az új kihívásokhoz.
A növények figyelemreméltó alkalmazkodóképességgel rendelkeznek, de az éghajlat és más tényezők gyors változásai állandó veszélyt jelentenek. Elengedhetetlen, hogy folytassuk a kutatást és annak megértését, hogy a növények hogyan reagálnak ezekre a változásokra, és hogyan segíthetünk nekik alkalmazkodni, nemcsak túlélésük, hanem bolygónk jóléte érdekében is.
