Muhtemelen çoğu insanın okuldan hatırladığı bitkilerle ilgili gerçek, kendi yemeklerini yapmak için güneş ışığını kullanmalarıdır. Bu süreç, fotosentez, bitkilerin güneş ışığına bağlı olduğu anlamına gelir. Ancak günlerinde plajda güneş kremi koymayı unutan herkesin bildiği gibi, güneş de zarar verebilir. Peki, bitkiler güneşin ultraviyole (UV) ışınlarından zarar görmekten kaçınırken ihtiyaç duydukları ışığı nasıl emerler? Kısa cevap kendi güneşten koruyucusudur. Ve yeni araştırmalar, bu sürecin tam olarak nasıl çalıştığını anlamamıza yardımcı oluyor.

Çok fazla UV'nin insan sağlığına zarar verebileceğini biliyoruz. Kısa vadede, aşırı UV - özellikle güneş ışığında UVB olarak bilinen en kısa dalga boyları - güneş yanığına neden olur. UVB'ye yıllar boyunca maruz kalınması nedeniyle ciltte tekrarlanan hasarlar, cilt kanseri riskinde artış. Elbette, farklı insanlar farklı miktarlarda UV'ye tolerans gösterebilirler. Derin pigmentli (koyu renkli) tenli insanlar, güneşte olsun olmasınlar, her zaman iyi korunurlar. Diğerleri, güneş bronzluğu geliştirerek koruyucu cilt pigmentlerini indüklemek için güneşe maruz kalmaya ihtiyaç duyar. Bazı insanlar zar zor bronzlaşır, onları güneş yanığı ve diğer UV hasarlarına karşı çok savunmasız bırakır.

Tabii ki hepimiz güneşin önlenmesini, şapka giymeyi veya suncream kullanmayı seçebiliriz. Peki ya bitkiler? Güneşte kalmak zorundalar. Güneş yanığı veya cildimizdeki koruyucu pigmentlere eşdeğer bir bitki var mı?

Bitki bilim adamları, stratosferik ozonun tükenmesi üzerine bu soruları düşünmeye başladı. ozon tabakasında delik - daha fazla UVB'nin Dünya yüzeyine ulaşmasına izin vermekle tehdit etti. 1980'ler ve 1990'lerdeki araştırmalar, ozon tabakasının incelmesi sonucu ortaya çıkacak yüksek UVB seviyelerinin olabileceğini göstermiştir. fotosenteze doğrudan zarar vermek. Yüksek UV'nin diğer etkileri de büyüme ve ürün verimlerini azaltabilir.

Ancak aynı araştırma grubu, bitkilerin şu anda yaşadığımız UVB seviyelerinin daha kötü etkilerinden iyi korunduğunu gösterdi. Bu koruma, çoğunlukla fenolikler olmak üzere bir doğal bitki kimyasalları grubundan gelir. Bu fenolik bileşikler doğal güneşten koruyucular gibi davranmakkuvvetle UV'yi emer ancak fotosentez için gerekli dalga boylarını değil.

Tıpkı insan derisi pigmentlerinde olduğu gibi, bu doğal güneş kremlerinin miktarı da bitkiler arasında değişmektedir. Bazı bitkiler, tipik olarak tropiklerden veya yüksek irtifa dağlarından gelenler, her zaman yüksek koruma seviyelerine sahiptir. Diğerleri ise sadece insanlarda bronzlaşmaya eşdeğer olan daha yüksek UVB seviyelerine maruz kaldığında güneşten koruyucular üretir.

Bu başka bir soruya yol açar. Bitkiler güneşten koruyucularını UV'ye maruz kalmalarına dayanarak üretirlerse, bu maruziyeti nasıl tespit ederler? Ve bitkiler UVB'yi nasıl tespit eder?

Bitki bilim adamlarının gösterdiği gibi son on yılda ya da öylesine olmuştur bitkiler UVB'yi tespit ediyor çok spesifik olarak UVR8 (UV dirençli lokus 8 için kısa) olarak bilinen bir protein kullanarak. UVR8 içermeyen bitkiler koruyucu güneş koruyucularını tetikleyemez ve yaz güneş ışığında bulunan UV tarafından ciddi şekilde zarar görür.

Araştırmacılar hala UVR8'in UVB'ye bitki tepkisini kontrol ettiği temel mekanizmaları aktif olarak araştırmaktadır. Bir süredir bunu biliyorduk. UVR8 UVB'yi absorbe edersonuçta UVR8 proteininin bitkinin hücrelerinin çekirdeğinde birikmesini sağlayan değişikliklere neden olur. Bu, bitkilerin kendilerini UVB hasarına karşı korumalarına izin veren tepkiler zincirinde gerekli bir adımdır.

Yeni araştırmalar Cenevre Üniversitesi'nden UVB yanıtlarının UVR8 ve COP1 (yapısal olarak fotomorfojenik 1) olarak adlandırılan başka bir protein arasındaki etkileşime bağlı olduğunu göstermiştir. Bu protein, UVB'ye yanıt olarak güneş koruyucu fenoliklerin oluşumunu kontrol eden bir sinyal göndermek için bir bitkinin hücrelerinde diğer çeşitli moleküllerle (HY5, SPA ve RUP) etkileşime girer.

Daha sürdürülebilir ürünler

Bu kısaltmalar bir alfabe çorbası gibi görünebilir, ancak temsil ettiği sinyal sistemi, çiftlikler tarafından mahsul olarak üretilen bitkilerdeki rolü ile hepimizi etkiler. Artık bitkilerin, kimyasallarını UV korumalarından çok daha fazla etkileyen şekillerde değiştirmek için UVB'yi bir sinyal olarak kullandıklarını biliyoruz.

UV ışınlarına maruz kalma biyokimyasal değişiklikler yapabilir direnci artırmak Zararlılara ve hastalık saldırısına. Güneş ışığındaki UVB meyvelerin, sebzelerin ve çiçeklerin rengini, tadını ve kokusunu iyileştirir. UVB'ye maruz kalma da bitkisel kimyasalların seviyelerini arttırır insan beslenmesinde değerli olduğu düşünülüyor.

Yeni araştırma, güneş ışığındaki UVB'nin sadece hasar açısından görülmemesi gerektiği konusundaki anlayışımızı arttırıyor. Ozon tabakasını koruduğumuz sürece, UVB'nin etkileri bitkilerin çevrelerine verdiği normal tepkilerin yalnızca bir parçası olacaktır. Bu tepkileri ne kadar fazla anlarsak, o bilgiyi o kadar fazla üretmek için kullanabiliriz. daha sürdürülebilir ürünler, kalitelerini artırmak ve pestisit kullanımını azaltmak.

Yazar hakkında

Nigel Paul, Bitki Bilimi Profesörü, Lancaster Üniversitesi

Bu yazı orijinalinde Konuşma. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

at InnerSelf Pazarı ve Amazon