Ako ľudia a zvieratá, Rastliny čelia aj výzve klimatických zmien. Keď sa klíma otepľuje a stáva sa suchšou, rastliny hľadajú spôsoby, ako sa prispôsobiť týmto novým extrémnym podmienkam. A výskum publikovaný v Biológia globálnych zmien od tímu z University of Liverpool a Syracuse University v Spojených štátoch, odhaľuje, ako rastliny upravujú svoju DNA, aby prežili v meniacom sa prostredí.
Za posledných 15 rokov výskumníci skúmali, ako rad rastlinných druhov na trávnatých porastoch neďaleko Buxtonu v Spojenom kráľovstve reaguje na extrémne poveternostné javy, ako napr. intenzívne suchá y výdatné zrážky. Výsledky boli prekvapivé: tieto meniace sa podmienky vyvolali genetické zmeny v rastlinách, fenomén, ktorý vedci nazvali „evolučná záchrana".
Dr Raj Whitlock, profesor ekológie na Inštitúte integračnej biológie Univerzity v Liverpoole, zdôraznil skutočnosť, že rastliny môžu vykazovať zmeny vo svojom genetická diverzita V takom krátkom období je to úžasný objav, keďže sa predpokladá, že rastliny potrebujú oveľa dlhšie, aby sa prispôsobili klimatickým zmenám. To by mohlo vysvetliť schopnosť študovaného druhu prosperovať v náročných podmienkach prostredia. V tejto súvislosti je dôležité pochopiť, ako sa rastliny prispôsobujú klimatickým zmenám.
Výskum sa uskutočnil v r Buxton Laboratórium vplyvov zmeny klímy (BCCIL), kde sa klíma experimentálne upravovala od roku 1993, aby sa pozorovalo, ako rastliny reagujú na takéto zmeny.
Napriek fascinujúcim zisteniam, Zmena klímy zostáva obrovskou výzvou pre väčšinu rastlinných druhov na svete. Všetky sa musia prispôsobiť neustále sa meniacemu podnebiu. Rastliny, ktoré čelia rastúcim teplotám, slanosti, dlhotrvajúcim suchám a iným stresom, využívajú rôzne mechanizmy na zabezpečenie ich prežitia, čo je skutočnosť, ktorú možno pozorovať aj v stredomorských ekosystémoch, ktoré sú obzvlášť zraniteľné.
Mechanizmy, ktoré rastliny používajú na adaptáciu, zahŕňajú zmeny v ich raste a metabolizme, reguláciu stomata, póry, ktoré umožňujú výmenu plynov a vody, a zmeny v expresii génov, ktoré kódujú ochranné a antioxidačné proteíny. Každý z týchto mechanizmov má špecifický vplyv na životné funkcie rastlín a je rozhodujúci pre ich prežitie v nepriaznivých podmienkach.
Nedávno boli identifikované nasledovné: Cyklistické faktory DOF (CDF), skupina základných transkripčných faktorov, ktoré regulujú reakcie rastlín na rôzne abiotické stresové podmienky. Tieto faktory modulujú základné aspekty, ako je doba kvitnutia a rast koreňov, ako aj tolerancia voči rôznym typom environmentálneho stresu. Nedávny výskum naznačuje, že funkcie CDF sú zachované v iných druhoch, vrátane plodín poľnohospodárskeho záujmu. Toto je nevyhnutné na pochopenie adaptácia rastlín na zmenu klímy.
Prispôsobenie sa environmentálnemu stresu
Rastliny sú vystavené sérii environmentálnych stresov, ktorých frekvencia a intenzita sa v dôsledku klimatických zmien zvýšila. The sucho, je napríklad jedným z faktorov, ktoré najviac ovplyvňujú rast rastlín. Keď sú podmienky sucha vážne, rastliny musia uzavrieť prieduchy, aby sa znížila strata vody, čo následne obmedzuje ich schopnosť fotosyntézy.
Stomatálny uzáver však môže byť škodlivý, ak sú teploty vysoké. Nedávna štúdia identifikovala molekulárny mechanizmus, ktorý riadi otváranie a zatváranie prieduchov, čím pomáha rastlinám vyrovnávať transpiráciu a ochranu vody. Tento signalizačný systém je životne dôležitý pre rastliny čeliace extrémnym podmienkam a umožňuje im rýchlo a efektívne reagovať na zmeny v ich prostredí. Ak sa chcete dozvedieť viac o tom, ako rastliny prežívajú v drsných podmienkach, môžete si prečítať náš článok o prežitie rastlín v púšti.
Okrem toho, keď rastliny zažívajú stres, epigenetickú pamäť umožňuje im zapamätať si tieto podmienky a v budúcnosti efektívnejšie reagovať. Táto spomienka sa môže preniesť na potomstvo, čím sa zvyšuje šanca na prežitie v meniacom sa prostredí. Nedávne štúdie ukázali, že stromy si dokážu pamätať minulé epizódy horúčav alebo sucha, čo ovplyvňuje ich schopnosť vyrovnať sa s novými obdobiami stresu.
Rastliny používajú niekoľko biochemické a fyziologické mechanizmy udržiavať ich rast a chrániť ich bunkovú integritu pred nepriaznivými podmienkami. Tieto mechanizmy sú zvyčajne organizované rozsiahlym súborom génov stresovej reakcie a komplexnými sieťami transkripčných faktorov. Výskum ukázal, že koncentrácie rastlinných hormónov, ako je kyselina abscisová a kyselina salicylová, sú rozhodujúce pri regulácii týchto adaptačných reakcií, čo umožňuje rastlinám reagovať v reálnom čase na zmeny prostredia, ktoré ich ovplyvňujú.
Pochopenie toho, ako sa rastliny prispôsobujú zmene klímy, je tiež nevyhnutné pre rozvoj stratégií na zabezpečenie ich dlhodobého prežitia a zlepšenie poľnohospodárskej výroby. Nové odrody plodín musia byť odolnejšie voči extrémnym poveternostným podmienkam, aby sa zabezpečila potravinová bezpečnosť v budúcnosti, ako je uvedené v článku o Ochranné poľnohospodárstvo ako postup proti klimatickým zmenám.
Adaptácia rastlín sa však nevyskytuje izolovane. On zmena klímy Ovplyvňuje ekosystémy ako celok, čo následne ovplyvňuje druhovú diverzitu a odolnosť. Preto je nevyhnutné zvážiť kombinovaný vplyv zmeny klímy a ľudskej činnosti na biodiverzitu a na schopnosť rastlín prispôsobiť sa týmto novým výzvam.
Rastliny majú pozoruhodnú schopnosť adaptácie, ale rýchle zmeny klímy a iné faktory sú stálou hrozbou. Je nevyhnutné pokračovať vo výskume a porozumieť tomu, ako rastliny reagujú na tieto zmeny a ako im môžeme pomôcť prispôsobiť sa nielen pre ich prežitie, ale aj pre blaho našej planéty.
