A növények reakciói az esőcseppekre

A növények a különféle külső mechanikus hatásokra (időjárás, állatok, szomszédos növények, emberek által okozottak) molekuláris szinten reagálnak, s a rövid távú változásaiknak hosszú távú hatásaik vannak, pl. a virágzás idejére, a növekedés mintázatára, vagy a betegségek elleni védekezésre. A növények anélkül is reagálnak a környezet hatásaira, hogy megsérülnének, és a puszta érintéstől is megnő bennük például a kórokozók elleni védekezés szintje. Ehhez jeladó molekulaként a jázmonsav nevű növényi stresszhormont használják.

A Lundi Egyetem és a Nyugat Ausztrál Egyetem vezetésével egy nemzetközi kutatócsoport olyan molekuláris szintű változásokat vizsgált a növénybiológia kedvenc alanya, a lúdfű (Arabidopsis thaliana) segítségével, amelyek a növényeket érő mechanikus ingerekre adott válaszokat jelzik. E vizsgálatok során a jázmonsav termelődésének és pontos szerepének a feltárása volt a fő cél.

Az esőt kézi virágspricniből kipermetezett víz jelentette a vizsgálatokban, s az alanyul használt növényeket a permetezést követően különböző időpontokban folyékony nitrogénbe helyezve azonnali fagyasztással tartósították. Ezzel az „eső” hatására a növényben lejátszódó sejtszintű, génkifejeződési és fehérjetermelési változásokat lehetett nyomon követni.

A vizsgálatokból kiderült, hogy több ezer gén működése, sok száz fehérje és számos, a növény növekedését befolyásoló hormon termelődése már az „eső” utáni 10 percen belül megváltozott. A változások a 25. percben érték el a csúcsot, és kb. egy óra elteltével állt vissza a növény az „eső” előtti állapotba. Eddig nem ismert szabályozórendszerre is rábukkantak, amelynek folyamatai befolyásolták a mechanikus ingert követően a kórokozók elleni védekezést szolgáló hormonális válaszokat. A változások nagyon hasonlóak voltak ahhoz, amit más mechanikai ingerre (pl. a növény levelének megszorítása csipesszel) adtak.

Olivier Van Aken, a Lundi Egyetem biológusa, a PNAS folyóiratban közzé tett tanulmány vezető szerzője elmondta, hogy ez a típusú mechanikai inger a stresszválasz útján képes késleltetni a növény virágzását s visszafogni a növekedését, azonban emellett a növényi védekező rendszert is felerősíti. Az ingerek hatására bekövetkező biokémiai változások megerősítik a növény számos kórokozóra adott immunválaszát.

A kísérletekben 15 cm távolságból, gyenge fokozaton egyetlen spriccentéssel permeteztek vizet a növényekre, így az is kiderült, hogy nincs szükség heves esőre, a növények máris reagálnak. Erre pedig azért van szükség, mert az esőcseppekkel terjedő képes kórokozók támadására föl tudnak felkészülni.

A mezőgazdálkodók ősidők óta tudják, hogy a csapadékos időt követően szoktak támadni a különféle növénybetegségek, ennek az okát azonban csak nem túl régen tárták fel. A növényi levelekre hulló vízcsepp a levélen összeszedi az ott lévő kórokozókat, majd a levél számos kisebb-nagyobb csepp formájában ezeket katapultként továbbítja több méteres távolságba is. Az MIT kutatói kísérletekben mérték fel, hogy a különböző típusú levelekre hulló cseppek milyen módon és mekkora távolságig képesek a kórokozókat eljuttatni. Ennek ismeretében például a megfelelő ültetési távolsággal csökkenteni lehet a növénybetegségek terjedését.

A mechanikai ingerekre adott növényi válaszokat a mezőgazdaságban is lehet majd alkalmazni, Oliver Van Aken egy régi japán technológiáról tett említést, amelynek során például a növények növekedését egy bizonyos életszakaszban mechanikusan lefékezik, s ennek hatására azok nagyobb termést hoznak.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt