Hvorfor ikke planter får solbrenthet?

Hvorfor ikke planter får solbrenthet?

Det eneste faktumet om planter som folk flest sannsynligvis husker fra skolen, er at de bruker sollys til å lage sin egen mat. Den prosessen, fotosyntese, betyr at planter er avhengige av sollys. Men som alle som er glemt å legge solkrem på i løpet av dagen på stranden vet, kan solen også være skadelig. Så hvordan absorberer planter seg lyset de trenger, samtidig som de unngår skade fra solens ultrafiolette (UV) stråler? Det korte svaret er ved å lage sin egen solkrem. Og ny forskning hjelper oss å forstå nøyaktig hvordan denne prosessen fungerer.

Vi vet for mye UV kan være skadelig for menneskers helse. På kort sikt forårsaker overskytende UV - spesielt de korteste bølgelengdene i sollys, kjent som UVB - solbrenthet. Gjentatt hudskade på grunn av UVB-eksponering i løpet av flere tiår kan føre til en økt risiko for hudkreft. Selvfølgelig kan forskjellige mennesker tolerere forskjellige mengder UV. Personer med dyppigmentert (mørkere) hud er godt beskyttet hele tiden, enten de er ute i solen eller ikke. Andre trenger litt sollys for å indusere beskyttende hudpigmenter ved å utvikle solbrun. Og noen mennesker knapt brune i det hele tatt, og lar dem være svært utsatt for solbrenthet og andre UV-skader.

Selvfølgelig kan vi alle også velge å unngå solen, ha på seg en lue eller bruk solkrem. Men hva med planter? De må være i solen. Er det en plante som tilsvarer solbrenthet eller de beskyttende pigmentene vi har i huden vår?

Planteforskere begynte virkelig å tenke på disse spørsmålene når utbrudd av stratosfærisk ozon - hull i ozonlaget - truet med å tillate mye mer UVB å nå jordens overflate. Forskning tilbake i 1980s og 1990s viste at de høye nivåene av UVB som ville følge av ozonforbrudd kunne direkte skade fotosyntese. Andre effekter av høy UV kan også redusere vekst og avlinger.

Men den samme undersøkelsen viste at planter er godt beskyttet mot de dårligere effektene av UVB nivåene vi opplever nå. Denne beskyttelsen kommer fra en pakke med naturlige plantekjemikalier, hovedsakelig fenoler. Disse fenolforbindelsene fungere som naturlige solkrem, absorberer sterkt UV, men ikke bølgelengdene som trengs for fotosyntese.

På samme måte som med menneskelige hudpigmenter, varierer mengden av disse naturlige solkremene mellom planter. Noen planter, vanligvis de som kommer fra tropene eller fra høyhøydefjell, har høye nivåer av beskyttelse hele tiden. Andre produserer kun solkrem når de blir utsatt for høyere nivåer av UVB, tilsvarende soling hos mennesker.

Det fører til et annet spørsmål. Hvis planter produserer solcreme basert på deres eksponering for UV, hvordan oppdager de eksponeringen? Og hvordan oppdager planter UVB?

Det har bare vært i det siste tiåret eller så at planteforskere har vist det planter oppdager UVB veldig spesifikt ved bruk av et protein kjent som UVR8 (kort for UV-resistans-locus 8). Planter som mangler UVR8 kan ikke indusere beskyttende solkrem og er alvorlig skadet av UV tilstede i sommersollys.

Forskere undersøker fortsatt de grunnleggende mekanismer ved hvilke UVR8 kontrollerer planterespons på UVB. Vi har kjent det for en stund UVR8 absorberer UVB, forårsaker endringer som til slutt lar UVR8-proteinet akkumulere i kjernene i plantens celler. Dette er et nødvendig skritt i svarkjeden som lar planter beskytte seg mot UVB-skade.

Ny forskning fra Universitetet i Genève viste at UVB-responsene er avhengige av interaksjoner mellom UVR8 og et annet protein kalt COP1 (konstitutivt fotomorfogen 1). Dette proteinet samhandler med andre forskjellige molekyler (HY5, SPA og RUP) i en plantes celler for å sende et signal som styrer oppbyggingen av solcreme fenolics som svar på UVB.

Mer bærekraftige avlinger

Dette kan virke som en alfabetssuppe med forkortelser, men signalsystemet det representerer, påvirker oss alle gjennom sin rolle i plantene produsert av gårder som avlinger. Vi vet nå at planter bruker UVB som et signal for å endre sin kjemi på måter som påvirker mye mer enn bare deres UV-beskyttelse.

UV-eksponering gir biokjemiske endringer som kan øke motstanden å skadedyr og sykdom angrep. UVB i sollys forbedrer farge, smak og duft av frukt, grønnsaker og blomster. UVB eksponering også øker nivåene av plantekjemikalier som antas å være verdifulle i det menneskelige kostholdet.

Den nye forskningen legger til vår økende forståelse for at UVB i sollys ikke skal ses bare i form av skade. Så lenge vi fortsetter å beskytte ozonlaget, vil effekten av UVB bare være en del av plantens normale respons på miljøet. Og jo mer vi forstår disse svarene, desto mer kan vi bruke den kunnskapen til å produsere mer bærekraftige avlinger, forbedre kvaliteten og redusere bruken av plantevernmidler.

Om forfatteren

Nigel Paul, professor i plantevitenskap, Lancaster University

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

{AmazonWS: searchindex = Litteratur; ordenes = hagearbeid; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}