Bimët kanë nevojë për dritën e diellit ashtu si ne kemi nevojë për ushqim. Por teprica e saj? Kjo mund t’i djegë sistemet e tyre. Rrezet e forta jo vetëm që i mbinxehin por edhe mund të dëmtojnë qelizat, të prishin rritjen dhe të prishin të gjithë ritmin e zhvillimit.

Tani, shkencëtarët kanë gjetur një kthesë të re në mënyrën se si bimët përballen me dritën. Një molekulë e vogël që zakonisht përfshihet në ndërtimin e komponimeve mbrojtëse rezulton të jetë duke bërë diçka shumë më të papritur. Ajo po komunikon me një proteinë krejtësisht të ndryshme një proteinë që ndjen dritën ultravjollcë dhe po ndryshon mënyrën se si rritet bima.

Kjo nuk është thjesht një pjesë e re e enigmës. Mund të jetë një pjesë krejtësisht e re e mekanizmit.

Çfarë po ndodh brenda bimëve

Bimët prodhojnë natyrshëm llojin e tyre të kremit mbrojtës nga dielli. Këto janë molekula si flavonoidet dhe pigmentet që thithin dritën dhe mbrojnë qelizat nga dëmtimi.

Disa nga këto komponime ndihmojnë gjithashtu në luftimin e insekteve ose tërheqjen e pjalmuesve. Të gjitha janë pjesë e një strategjie mbijetese që bimët e kanë zhvilluar gjatë miliona viteve.

Një bimë që është studiuar vazhdimisht është Arabidopsis, një barishte e vogël që shkencëtarët e përdorin shpesh në laborator sepse rritet shpejt dhe harta e saj gjenetike është e lehtë për t’u punuar me të.

Studiuesit kishin studiuar një version mutant të Arabidopsis që nuk mund të prodhonte një nga enzimat kryesore të nevojshme për të prodhuar flavonoide. Atëherë gjërat u bënë të çuditshme.

Ky mutant dukej mirë në shumicën e llojeve të dritës por nën një lloj specifik drite, ai ndaloi së rrituri siç duhet. Diçka ishte qartësisht e gabuar, por nuk ishte e qartë pse.

Një grumbullim i habitshëm

Ekipi zbuloi se një përbërës i quajtur naringenin kalkon (NGC) po grumbullohej brenda bimës. Normalisht, NGC është vetëm një hap i mesëm në procesin e prodhimit të flavonoideve. Nuk është diçka që zakonisht shkakton probleme.

Por te ky mutant, për shkak se i mungonte një enzimë thelbësore, NGC nuk po përdorej siç duhej. Filloi të grumbullohej në qeliza. Ky grumbullim doli të ishte çelësi.

Në vend që të rrinte aty pa bërë asgjë, NGC po ndërhynte me një proteinë tjetër në bimë një sensor drite të quajtur UVR8.

Kur molekulat thyejnë rregullat

UVR8 është sensori UV-B i bimës. Është ndërtuar për t'iu përgjigjur dritës ultravjollcë, duke dërguar sinjale që e ndihmojnë bimën të përgatitet për kushte stresuese të dritës.

Por ajo që zbuluan studiuesit ishte se NGC mund të “riprogramonte” UVR8 edhe pa dritë UV-B përreth. Me fjalë të tjera, NGC po e aktivizonte çelësin e UVR8 dhe po dërgonte sinjale rritjeje edhe pse shkaktari i zakonshëm (drita UV-B) nuk ishte aty.

“U habitëm kur zbuluam se naringenin kalkon, një ndërmjetës metabolik, mund të modulonte drejtpërdrejt funksionin e një proteine që ndjen dritën si UVR8”, tha Nan Jiang, autorja kryesore e studimit.

“Ky lloj ndërveprimi midis metabolizmit të specializuar dhe sinjalizimit fotoreceptor hap një mënyrë krejtësisht të re të të menduarit se si bimët integrojnë statusin metabolik me perceptimin mjedisor.”

Për ta vërtetuar këtë, ekipi krijoi mijëra mutantë të ndryshëm të Arabidopsis dhe i testoi ato nën dritë stresuese. Disa prej tyre u rritën shumë mirë. Ajo që kishin të përbashkët ishte një mutacion në gjenin UVR8, duke treguar se kjo proteinë ishte thellësisht e përfshirë në atë që po shkonte keq dhe në atë që mund ta rregullonte atë.

Truke të reja nga proteinat e vjetra

Nuk ndodh çdo ditë që një molekulë të ndryshojë funksione si kjo. Zakonisht, komponimet metabolike si NGC shihen si trampolinë të dobishëm, por jo si lojtarë aktivë në sinjalizim.

“Ky punim zbulon një shtresë të re të kompleksitetit rregullator”, tha Jiang. “Sugjeron që bimët mund të përdorin molekula të vogla jo vetëm si produkte përfundimtare ose komponime mbrojtëse, por edhe si lajmëtarë sinjalizues që përsosin përgjigjet kryesore fiziologjike si rritja dhe zhvillimi.”

Vetë UVR8 ka një histori të kaluar. U izolua për herë të parë më shumë se 20 vjet më parë dhe ishte receptori i fundit kryesor i dritës në bimë që u zbulua. Që atëherë, është njohur kryesisht për reagimin ndaj UV-B, një copë e vogël e dritës së diellit që është mjaftueshëm e fortë për të lënduar, por jo gjithmonë e pranishme.

Ideja që një molekulë si NGC, pjesë e një rruge krejtësisht të ndryshme, mund ta rrëmbejë këtë sensor dhe të fillojë të dërgojë sinjale rritjeje pa asnjë dritë UV-B është një ndryshim i madh në të kuptuarit e saj.

Bimë që tolerojnë stresin e dritës

“Në të ardhmen, ky mekanizëm mund të shfrytëzohet për të përmirësuar rritjen, zhvillimin dhe përgjigjet ndaj stresit të bimëve”, tha Erich Grotewold nga Universiteti Shtetëror i Miçiganit, një nga shkencëtarët kryesorë që qëndron pas këtij hulumtimi.

“Kjo mund të çojë në të korra me tolerancë të përmirësuar ndaj stresit të dritës dhe përdorim më efikas të energjisë së dritës, pa u mbështetur vetëm në modifikimet mjedisore.”

Kjo është një çështje e madhe për bujqësinë. Fermerët nuk mund ta kontrollojnë intensitetin e diellit. Por nëse mund të ndërtojmë të korra që janë më të mira në menaxhimin e dritës, duke ndryshuar mënyrën se si reagojnë sensorët e tyre ose si përdoren përbërës të caktuar mund të kemi bimë më rezistente.

Nuk ka të bëjë vetëm me mbrojtjen e gjetheve nga djegia. Ka të bëjë me ndihmën që u jepet bimëve për të menaxhuar më mirë energjinë, për t'u rritur më shpejt në zonat me dritë të pakët ose edhe për të përmirësuar reagimin e tyre ndaj sëmundjeve.

“Nëse e trajtoni një bimë me dritë UV dhe asgjë tjetër, është pothuajse vdekjeprurëse por nëse e rrisni atë intensitet UV me njëqind herë në kontekstin e dritës së bardhë, bima e di saktësisht se si ta trajtojë atë”, shpjegoi Grotewold.

"Kjo është ajo që mendojmë se po bën NGC, duke ndihmuar në integrimin e sinjalizimit të dritës me sinjalizimin zhvillimor."

Një kapitull i ri në sinjalizimin e dritës së bimëve

Ka ende shumë për të mësuar se si funksionon saktësisht ky bashkëveprim. Por ky zbulim hap derën për të rimenduar se si bimët përdorin sensorët e dritës dhe cilat molekula të tjera mund të ndikojnë fshehurazi në ato sisteme.

“Ky bashkëveprim i ri dhe i papritur është i egër dhe interesant”, tha Robert Last, një studiues që ndihmoi në zbulimin e UVR 8 vjet më parë.

Rezulton se bimët nuk po reagojnë vetëm ndaj mjedisit. Ato vazhdimisht i përshtatin sinjalet e tyre të brendshme për të vazhduar rritjen në drejtimin e duhur edhe nëse kjo do të thotë të thyejnë disa rregulla biokimike gjatë rrugës.

/Motilokal.com