Tidestromia oblongifolia iz Death Valleya aktivno rashlađuje listove i tako preživljava temperature bliske 60 °C. Istraživanje na preko 1.200 sadnica pokazalo je da neki listovi mogu biti do 13 °C hladniji od vazduha, a preživljavanje zavisi od genetske linije. Hlađenje se zasniva na otvorenim stomatima i transpiraciji; identifikovane su tri genetske regije povezane sa preživljavanjem, ali studija je još u preprint formatu.
Biljka iz Death Valleya koja „hladi“ listove i preživljava pri skoro 60 °C
T. oblongifolia growing in Death Valley, California, photographed as part of a previous study on the plant. (Karine Prado)
Prošetajte kroz Death Valley, pustinjski basen u Kaliforniji i delovima Nevade, i videćete šarenu geologiju — ali i uslove koji su među najneprijateljskijima za život: najniže, najsušnije i najtoplije mesto u Severnoj Americi. Letnje temperature često dostižu oko 49 °C, a zabeleženi maksimum se popeo do 56,7 °C.
Ipak, jedna niska cvetna biljka, Tidestromia oblongifolia (poznata i kao Arizona honeysweet), razvila je izuzetne adaptacije koje joj omogućavaju da opstane u ovim uslovima.
YouTube Thumbnail
Kako biljka preživljava ekstremnu toplotu
Nova preprint studija pokazuje da T. oblongifolia aktivno rashlađuje svoje listove — ponekad i do 13 °C ispod temperature okolnog vazduha. To joj omogućava da zadrži temperaturu listova oko 54–59 °C čak i kada je vazduh zagrejan na 60 °C, odnosno blizu procenjene gornje granice koju kompleksni eukarioti mogu podneti.
Eksperimenti i glavni nalazi
Istraživači su prikupili seme sa 223 divlje pronađene jedinke (uključujući populacije iz Death Valleya) i izveli eksperimente na više od 1.200 mladih sadnica. Biljke su postepeno aklimatizovane, a zatim izlagane temperaturi od 60 °C po 6–8 sati dnevno tokom više od jedne nedelje.
T. oblongifoliagrowing in Death Valley, California, photographed as part of aprevious studyon the plant. (Karine Prado)
Stopa preživljavanja je zavisila od genetske linije: kretala se od nešto ispod 2% do preko 34%, što ukazuje na postojeće genetske razlike u otpornosti na toplotu. Infracrvene snimke su pokazale da su neki listovi na najtoplijim danima bili i do 13 °C hladniji od vazduha.
Mehanizam hlađenja
Genomske analize su identifikovale tri regije DNK povezane sa opstankom pri visokim temperaturama, a dalje biološke analize ukazuju na važnu ulogu stomata (poresa na listu) i transpiracije. Biljke sa hladnijim listovima aktivirale su puteve koji održavaju stomate otvorenim, dopuštajući isparavanje vode koje hladi list, slično znojenju kod ljudi.
YouTube Thumbnail
Forsiranje zatvaranja stomata značajno je umanjilo hlađenje i smanjilo šanse za opstanak, ukazuju autori.
Druga istraživanja sugerišu da međudjelovanje mitohondrija i hloroplasta — uključujući promene oblika hloroplasta — takođe može doprinositi ovoj otpornosti.
Gde biljka uzima vodu?
Neobično za pustinjske vrste, T. oblongifolia nije karakterističan sukkulent niti izuzetno otporna na sušu; čini se da se oslanja na podzemne vode i efikasne korenske i hidrauličke sisteme koji omogućavaju visoku stopu uzimanja i transporta vode potrebne za intenzivnu transpiraciju.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
Ograničenja i implikacije
Studija ima važne ogranke: eksperimenti su izvedeni na mladim sadnicama u kontrolisanim, vlažnim uslovima, i rad još nije prošao formalnu recenziju. Takođe su identificirane samo tri široke genetske regije, pa će preciznije mapiranje odgovornih gena zahtevati dodatni rad.
Ipak, otkrića su značajna za poljoprivredu: razumevanje molekularnih i fizioloških mehanizama kojima neke biljke izbegavaju ili podnose ekstremnu toplotu može pomoći u razvoju useva otpornijih na toplotne talase.
Napomena: Rezultati su objavljeni kao preprint na BioRxiv i trebaju potvrdu u daljim, recenziranim studijama.
Pomozite nam da budemo bolji.
