Objev odolné rostliny v Údolí smrti: Klíč k zemědělství v době klimatických změn
Na jednom z nejnehostinnějších míst na Zemi, kde teploty překračují 50 °C a zdá se, že život je nemožný, se skupina vědců setkala s rostlinou, která prokazuje výjimečnou odolnost vůči teplu. Tidestromia oblongifolia, nalezená v Údolí smrti, vzbudila pozornost vědecké komunity díky své neobyčejné schopnosti přežít v extrémních podmínkách.
Studium adaptace v extrémních podmínkách
Výzkumníci z Michiganské státní univerzity, pod vedením doktorky Seung Yon „Sue“ Rhee a doktorky Karine Prado, zkoumají mechanismy adaptace této rostliny s potenciálem revolučně změnit zemědělství tváří v tvář klimatickým změnám.
Údolí smrti, známé svou geografií, která zachycuje a komprimuje vzduch pod úroveň moře, funguje jako přirozená trouba, kde může být vajíčko uvařeno během několika minut. Absence vánku a přímé sluneční záření zvyšují teplotu na smrtelné úrovně, což způsobuje, že průměrně čtyři návštěvníci ročně umírají na hypertermii.
Většina rostlin není schopna přežít nebo provádět fotosyntézu v tomto prostředí, avšak Tidestromia oblongifolia se daří na místech, kde ostatní druhy selhávají.
Vědecké analýzy a adaptace
Vědecký tým reprodukoval v laboratoři extrémní podmínky Údolí smrti, což představovalo značnou technologickou výzvu. Karine Prado uvedla, že konvenční skleníky nedokáží dosáhnout 50 °C ani nízké vlhkosti pouště, a proto museli přizpůsobit své kultivační komory. “Když jsme poprvé přivezli tyto semena do laboratoře, měli jsme potíže s tím, aby začaly růst,” vysvětlila Prado.
Až poté, co se podařilo věrně reprodukovat prostředí, semena vyklíčila a během deseti dní se biomasa rostliny ztrojnásobila, zatímco jiné příbuzné druhy nevydržely horko.
Unikátní biologické adaptace
Vědecká analýza prokázala, že Tidestromia oblongifolia má neobyčejnou schopnost se přizpůsobit extrémním teplotám. „Toto je rostlina, která nejlépe snáší extrémní teplo,“ prohlásila doktorka Rhee. Tým zjistil, že při vzrůstu teploty aktivuje a deaktivuje stovky genů během méně než 24 hodin, většina z nich je spojena se stresem způsobeným teplem.
Rostlina rovněž zvyšuje produkci klíčové enzymu, Rubisco aktivasy, což jí umožňuje udržovat stabilní fotosyntézu i při intenzivním horku. Na buněčné úrovni jsou adaptace stejně překvapující. Při překročení 40 °C se buňky přemísťují k chloroplastům, které nabírají tvar, který dosud nebyl u těchto rostlin pozorován. Tato strukturální změna zvyšuje efektivitu fixace CO₂, což by mohlo být klíčové pro přežití rostlin v nepřátelských prostředích.
Zemědělský potenciál a reakce na klimatické změny
Dopad tohoto objevu sahá daleko za hranice pouště. Doktorka Rhee uvedla, že pokud by se tyto mechanismy aplikovaly na zemědělské plodiny, „mohli bychom transformovat zemědělství a přizpůsobit ho teplejšímu světu.“ Celosvětová produkce potravin čelí rizikům v důsledku globálního oteplování, proto je vytvoření rostlin odolných vůči vysokým teplotám klíčové pro potravinovou bezpečnost.
Díky genomice a analýze komplexních biologických systémů mohou vědci získávat poznatky z takových druhů jako Tidestromia oblongifolia a využívat je k zlepšení plodin pro zemědělství. Výzkumnice zdůrazňují potřebu zvýšení podpory pro tyto studie. „Co potřebujeme, je větší podpora pro tento druh výzkumu,“ zdůraznila doktorka Rhee.
Práce vedená tímto týmem ukazuje, jak může rostlina z pouště nabídnout klíče k adaptaci vegetace na planetě, která čelí stále vyšším teplotám.
