Vďaka jedinečným adaptáciám, ktoré jej umožňujú prosperovať v extrémnych podmienkach, je Tidestromia oblongifolia hlavnou hrdinkou nehostinných prostredí. Prečo varujú, že jej prežitie môže zlepšiť odolnosť poľnohospodárskych plodín voči zmene klímy
V jednom z najdrsnejších miest na Zemi, kde teplota presahuje 50 ℃ a život sa zdá nepravdepodobný, skupina vedcov objavila rastlinu s výnimočnou odolnosťou voči horúčave. Tidestromia oblongifolia, nájdená v Údolí smrti, upútala pozornosť vedeckej komunity svojou neobyčajnou schopnosťou prežiť bez radarov a rádiového spojenia v podmienkach extrémneho tepla.
Výskumníci z Michiganskej štátnej univerzity pod vedením Dr. Sung Yoon „Sue“ Lee a Dr. Karin Prado študujú mechanizmy adaptácie tohto druhu, ktorý podľa National Geographic môže revolucionalizovať poľnohospodárstvo v podmienkach klimatických zmien.
Údolie smrti, známe svojou geografiou, ktorá zachytáva a stláča vzduch pod hladinou mora, funguje ako prírodná pec, kde teplo dokáže uvariť vajce za pár minút.
Absencia vánku a priame slnečné svetlo zvyšujú teplotu na smrteľné úrovne, v dôsledku čoho v priemere štyria návštevníci ročne umierajú na hypertermiu. Zatiaľ čo väčšina rastlín nie je schopná prežiť alebo fotosyntetizovať v tomto prostredí, Tidestromia oblongifolia prosperuje v podmienkach, v ktorých iné druhy hynú.
Objav a výskum v extrémnych podmienkach
Tím v laboratóriu vytvoril extrémne podmienky Údolia smrti, čo bolo významnou technologickou výzvou.
Karin Prado v National Geographic poznamenala, že bežné skleníky nedosahujú teplotu 50 ℃ a nezabezpečujú nízku vlhkosť púšte, preto museli prispôsobiť svoje komory na pestovanie.
„Keď sme tieto semená prvýkrát priniesli do laboratória, bolo ťažké ich prinútiť rásť,“ vysvetlila Prado.
Až po presnom napodobnení prostredia semená vyklíčili a za 10 dní rastliny strojnásobili svoju biomasu, zatiaľ čo iné príbuzné druhy nevydržali horúčavu.
Unikátne biologické adaptácie
Vedecká analýza ukázala, že Tidestromia oblongifolia má neobvyklú schopnosť prispôsobiť sa extrémnym teplotám. „Táto rastlina podľa dostupných údajov najlepšie znáša extrémne teplo,“ tvrdí doktor Ri.
Tím zistil, že pri zvýšení teploty rastlina aktivuje a deaktivuje stovky génov za menej ako 24 hodín, z ktorých väčšina súvisí s tepelným stresom.
Okrem toho zvyšuje produkciu najdôležitejšieho enzýmu, rubiscoaktivázy, čo jej umožňuje udržiavať stabilnú fotosyntézu aj v podmienkach intenzívneho tepla.
Na bunkovej úrovni je adaptácia tiež prekvapujúca. Pri teplote nad 40 °C bunky presúvajú svoje mitochondrie bližšie k chloroplastom, ktoré nadobúdajú tvar kalicha, čo sa u rastlín tohto typu doteraz nikdy nepozorovalo. Táto štrukturálna zmena zvyšuje účinnosť fixácie CO₂, čo môže byť kľúčom k prežitiu rastlín v nepriaznivých podmienkach.
Poľnohospodársky potenciál a reakcia na zmenu klímy
Vplyv tohto objavu presahuje hranice púšte. Dr. Ri v časopise National Geographic poznamenala, že ak sa tieto mechanizmy uplatnia v poľnohospodárstve, „budeme môcť transformovať poľnohospodárstvo a prispôsobiť ho teplejšiemu svetu“.
Svetová produkcia potravín čelí rizikám spojeným s globálnym otepľovaním, preto je vytvorenie rastlín odolných voči vysokým teplotám rozhodujúce pre potravinovú bezpečnosť. Vďaka genomike a analýze zložitých biologických systémov môžu vedci využiť poznatky získané z druhov ako Tidestromia oblongifolia a použiť ich na zlepšenie plodín, ktoré sú zaujímavé z poľnohospodárskeho hľadiska.
Výskumníci zdôrazňujú potrebu zvýšiť podporu takého výskumu. „Potrebujeme väčšiu podporu pre tento druh výskumu,“ zdôraznila Dr. Ri vo vyhlásení uverejnenom v National Geographic.
Práca tejto skupiny ukazuje, ako jedna púštna rastlina môže poskytnúť kľúč k adaptácii vegetácie na planéte, ktorá je vystavená čoraz vyšším teplotám, uzatvára National Geographic.
