Rastline: Stres ni enak stresu

Reakcije rastlin na težke kovine so bolj diferencirane od predvidenih

Prenos mase v obratu © Till Jelitto
prebral

Težke kovine v tleh povzročajo stres pri rastlinah. Toda odziv rastlin na različne strupe je bolj drugačen, kot se je prej mislilo - veščina, ki bi jo bilo mogoče uporabiti pri sanaciji. To je zaključek ekipe biologov z Dunaja.

Slabe okoljske razmere povzročajo ogromen stres za rastline. Kot sedeča živa bitja so brezpogojno v milosti teh okoliščin. Za rast in uspeh so razvili obsežen portfelj odzivov na stres. Kako fino se ločijo rastline, kaže najnovejše delo prof. Heriberta Hirta z biocentra na Dunaju v Kampusu.

Težke kovine so strupene

V naravi so težke kovine v nizkih koncentracijah v tleh in tako ne predstavljajo težav za rastline, vendar imajo visoke koncentracije, ki se vedno pogosteje pojavljajo zaradi onesnaževanja okolja, vendar imajo toksičen učinek. Hirt in njegovi sodelavci so prvič primerjali natančen odziv rastlin na visoke koncentracije različnih težkih kovin. Hirt: "Že naše prve meritve so pokazale, da težke kovine povzročajo aktiviranje štirih različnih encimov, ki imajo osrednjo vlogo v rastlinskih stresnih reakcijah. Ti encimi se imenujejo MAPK. "MAPKs je okrajšava za" mitogensko aktivirane proteinske kinaze ", razred molekulskih stikal, ki so osrednji za nadzor ekspresije genov.

Encim aktiviran

Znanstveniki so z zanimivim odkritjem podrobno analizirali delovanje encimov. Odkrili so, da različne težke kovine aktivirajo iste štiri encime, vendar z različno hitrostjo. Tako je bilo aktiviranje bakra zelo hitro, kadmij pa veliko počasnejši. "Aktiviranje posameznih MAPK-jev z bakrom se je pojavilo po samo petih do desetih minutah, medtem ko so bili primerljivi učinki kadmija le 20 minut kasneje. Čeprav ta razlika ni kritična za sposobnost rastline, da se spopada s stresom, vendar kaže, da se pojavljajo različni stresni odzivi, "razlaga Hirt. Čeprav natančnega vzroka te časovne razlike še ne pozna, je že ustvaril hipotezo, ki jo bo preizkusil v nadaljnjem delu.

Škodljivi radikali

Osnova te hipoteze je dejstvo, da tako baker kot kadmij povzročata nastanek škodljivih kisikovih radikalov v rastlini. Ti radikali lahko neposredno aktivirajo MAPK - za razliko od težkih kovin. Prof Hirt nadaljuje: "Preveč bakra povzroča takojšnjo proizvodnjo kisikovih radikalov, medtem ko kadmij vodi k njihovi proizvodnji le posredno. Razlog za to razliko je, da baker sodeluje pri nizki ravni vitalnih življenjskih procesov v rastlinski celici. Le s preveč bakra nastajajo kisikovi radikali. V nasprotju s tem kadmij ni vključen v noben znan metabolični postopek. Strah je posledica zatiranja drugih presnovno aktivnih kovin, ne da bi prevzeli njihovo funkcijo. Čeprav to vodi tudi v proizvodnjo kisikovih radikalov v zaporedju, ta posredni postopek preprosto traja dlje. "Toda Hirt tudi ugotavlja, da aktiviranje MAPK, ki ga povzročajo težke kovine, lahko povzročijo tudi snovi, ki niso kisikovi radikali morda. Nadaljnji poskusi bodo zdaj razjasnili te procese. zaslon

Rastline naj bi razstrupile zemljo

Boljše razumevanje reakcij rastlin na visoke koncentracije težkih kovin je srednjeročno lahko za naše okolje zelo pomembno. Po eni strani je morda mogoče gojiti rastline, ki imajo boljše možnosti za preživetje na tleh, obremenjenih s težkimi kovinami. Še bolj privlačne pa so možnosti tako imenovane fitoremediacije - tehnika, pri kateri rastline težke kovine vežejo iz zemlje in tako počasi razbremenijo onesnažena tla.

(Odnosi z javnostmi za raziskave in razvoj, 21.09.2004 - ESC)