Si shërben sheqeri si një termostat i fshehur në bimë

Për një dekadë, shkencëtarët kanë besuar se bimët e ndiejnë temperaturën kryesisht përmes proteinave të specializuara, kryesisht natën kur ajri është më i freskët. Hulumtime të reja sugjerojnë se gjatë ditës, një sinjal tjetër merr përsipër. Sheqeri, i prodhuar në prani të dritës së diellit, i ndihmon bimët të zbulojnë nxehtësinë dhe të vendosin se kur të rriten.

Studimi, i udhëhequr nga Meng Chen, një profesor i biologjisë qelizore në Universitetin e Kalifornisë, Riverside, tregon se bimët mbështeten në sisteme të shumëfishta për të ndjerë nxehtësinë dhe se sheqeri luan një rol qendror dhe të panjohur më parë në reagimin ndaj temperaturave ditore. Gjetjet riformësojnë një pikëpamje të gjatë se si bimët komunikojnë me mjedisin e tyre dhe mund të ndikojnë në strategjitë e ardhshme për bujqësinë rezistente ndaj klimës.

Për të hetuar, studiuesit përdorën Arabidopsis, një bimë të vogël me lule që është e preferuar në laboratorët e gjenetikës. Ata i ekspozuan fidanët në temperatura të ndryshme, nga 12 deri në 27 gradë Celsius, në kushte të ndryshme ndriçimi, dhe monitoruan zgjatjen e kërcejve të fidanëve, të njohur si hipokotile – një tregues klasik i reagimit të rritjes ndaj nxehtësisë.

Ata zbuluan se fitokromi B, një proteinë e ndjeshme ndaj dritës, mund të zbulojë nxehtësinë vetëm në kushte të dritës së dobët. Në kushte të ndritshme që imitojnë rrezet e diellit të mesditës, funksioni i tij i ndjeshmërisë së temperaturës ishte në mënyrë efektive i fikur. Megjithatë, bimët ende reagonin ndaj nxehtësisë, duke u rritur më gjatë edhe kur roli termosensues i fitokromit B ishte zvogëluar ndjeshëm. Kjo, thotë Chen, sugjeronte praninë e sensorëve të tjerë.

Një e dhënë erdhi nga studimet e një mutanti të fitokromit B që nuk kishte funksion termosensor. Këto bimë mutante mund të reagonin ndaj nxehtësisë vetëm kur rriteshin në dritë. Kur rriteshin në errësirë, pa fotosintezë, atyre u mungonin kloroplastet dhe nuk rriteshin më gjatë në përgjigje të nxehtësisë. Por kur studiuesit e plotësuan mjedisin e rritjes me sheqer, përgjigja ndaj temperaturës u rikthye. “

Pastaj kuptuam se sheqeri jo vetëm që stimulonte rritjen, por vepronte si një sinjal, duke i thënë bimës se ishte ngrohtë”, tha Chen.

Eksperimentet e mëtejshme treguan se temperaturat më të larta shkaktuan zbërthimin e niseshtesë së ruajtur në gjethe, duke çliruar saharozën. Ky sheqer, nga ana tjetër, stabilizoi një proteinë të njohur si PIF4, një rregullator kryesor i rritjes. Pa saharozë, PIF4 u degradua me shpejtësi. Me të, proteina u akumulua, por u bë aktive vetëm kur një sensor tjetër, ELF3, gjithashtu iu përgjigj nxehtësisë duke u zhvendosur mënjanë.

Studimi zbulon një sistem të nuancuar dhe shumështresor. Gjatë ditës, kur drita përdoret si burim energjie për të kthyer dioksidin e karbonit në sheqer, bimët kanë zhvilluar gjithashtu një mekanizëm të bazuar në sheqer për të zbuluar ndryshimet në mjedisin e tyre. Ndërsa temperaturat rriten, niseshteja e ruajtur shndërrohet në sheqer, i cili më pas lejon proteinat kryesore të rritjes të bëjnë punën e tyre.

Gjetjet mund të kenë implikime praktike. Meqenëse ndryshimet klimatike shkaktojnë ekstreme të temperaturave, të kuptuarit se si dhe kur bimët e ndiejnë nxehtësinë mund t’i ndihmojë shkencëtarët të kultivojnë kultura që rriten më parashikueshëm dhe janë më rezistente ndaj stresit.