Nowe badania pokazują, jak rośliny wykorzystują wewnętrzne zegary biologiczne do adaptacji do otoczenia.

WarsawNaukowcy z John Innes Centre, Uniwersytetu w Kioto oraz The Sainsbury Laboratory w Cambridge przeprowadzili eksperymenty terenowe, aby zrozumieć, jak wewnętrzne zegary roślin działają w rzeczywistych warunkach. Dzięki tym badaniom naukowcy dowiedzieli się, jak rośliny łączą sygnały ze swoich wewnętrznych zegarów z bodźcami środowiskowymi podczas naturalnych zmian warunków.

Badacze odkryli, że rośliny posiadają genetyczny szlak, który chroni je przed uszkodzeniami komórek wywołanymi jasnymi, zimnymi warunkami. Ten szlak jest regulowany przez wewnętrzne zegary roślin, które dostosowują się do 24-godzinnego cyklu dnia i nocy. Nowe badania prowadzone wokół równonocy miały na celu sprawdzenie, jak ten mechanizm działa w naturalnych warunkach.

Główne wnioski obejmują:

Badania nad naturalną populacją roślin Arabidopsis halleri na terenach wiejskich Japonii wykazały zmiany w ekspresji genów w cyklu 24-godzinnym. Co dwie godziny pobierano RNA z roślin i analizowano, aby śledzić poziomy ekspresji genów. Wykorzystano specjalnie zbudowany sprzęt do kontrolowania temperatur wokół roślin, co pozwalało na odtworzenie warunków laboratoryjnych. Naukowcy używali zielonych filtrów na latarkach czołowych podczas nocnych wizyt, aby nie wpływać na rośliny światłem.

Zobacz również:

Dzisiaj · 04:21

Nowa platforma obrazowania soTILT3D rewolucjonizuje wizualizację komórek 3D i wspomaga badania biologiczne

Zespół badawczy zaobserwował podobne wzorce aktywności genów związane z wewnętrznym zegarem biologicznym organizmu i sygnałami środowiskowymi, jak w eksperymentach laboratoryjnych. Oznacza to, że wyniki uzyskane w laboratorium są także aplikowalne w rzeczywistych warunkach. Na podstawie tych danych stworzyli modele, które potrafią przewidywać aktywność genów w oparciu o zmiany środowiskowe.

Zrozumienie, jak rośliny reagują na zmiany w swoim środowisku, jest istotne. Jeśli uda nam się odkryć, w jaki sposób wewnętrzne zegary roślin reagują na te zmiany, możemy opracować uprawy lepiej przystosowane do przyszłych warunków klimatycznych. Skuteczne okazało się użycie modelowania szeregów czasowych opartego na metodzie bayesowskiej w tego typu badaniach. W przyszłości modele te mogą pomóc zrozumieć, jak rośliny zarządzają procesami takimi jak tempo fotosyntezy czy adaptacja do różnych temperatur.

Badanie pokazuje, jak biologia i nauki o środowisku są ze sobą powiązane. Wykorzystując wyniki laboratoryjne w rzeczywistych sytuacjach, naukowcy mogą lepiej przewidywać i tworzyć rozwiązania dla rolnictwa oraz zarządzania środowiskiem w obliczu zmian klimatycznych. Połączenie wewnętrznych zegarów roślin z sygnałami środowiskowymi pomaga zrozumieć, jak rośliny poradzą sobie z przyszłymi zmianami w ich otoczeniu.