De ce plantele nu primesc arsuri solare?

Singurul fapt despre plante pe care probabil că majoritatea oamenilor își amintesc de la școală este că folosesc lumina soarelui pentru a-și face propria hrană. Acest proces, fotosinteza, înseamnă că plantele sunt dependente de lumina soarelui. Dar, după cum știe oricine care a uitat să pună cremă de soare în timpul zilei la plajă, soarele poate fi, de asemenea, dăunător. Așadar, cum absorb plantele lumina de care au nevoie, evitând în același timp daunele cauzate de razele ultraviolete (UV) ale soarelui? Răspunsul scurt este să-și facă propria protecție solară. Și noi cercetări ne ajută să înțelegem exact cum funcționează acest proces.

Știm că prea mult UV poate dăuna sănătății umane. Pe termen scurt, excesul de UV – în special cele mai scurte lungimi de undă în lumina soarelui, cunoscut sub numele de UVB – provoacă arsuri solare. Leziunile repetate ale pielii din cauza expunerii UVB de-a lungul deceniilor pot duce la o risc crescut de cancer de piele. Desigur, diferiți oameni pot tolera cantități diferite de UV. Persoanele cu pielea profund pigmentată (mai întunecată) sunt bine protejate tot timpul, indiferent dacă sunt sau nu la soare. Alții au nevoie de o anumită expunere la soare pentru a induce pigmenții de protecție ai pielii prin dezvoltarea unui bronz solar. Și unii oameni abia se bronzează deloc, lăsându-i foarte vulnerabili la arsurile solare și alte daune UV.

Desigur, cu toții putem alege și să evităm soarele, să purtăm o pălărie sau să folosim cremă solară. Dar ce zici de plante? Ei trebuie să stea la soare. Există o plantă echivalentă cu arsurile solare sau cu pigmenții de protecție pe care îi avem în piele?

Oamenii de știință din plante au început cu adevărat să se gândească la aceste întrebări atunci când epuizarea ozonului stratosferic - gaură în stratul de ozon – a amenințat că va permite mult mai mult UVB să ajungă la suprafața Pământului. Cercetările din anii 1980 și 1990 au arătat că nivelurile ridicate de UVB care ar rezulta din epuizarea stratului de ozon ar putea afectează direct fotosinteza. Alte efecte ale UV ridicate pot reduce, de asemenea, creșterea și randamentul culturilor.

Dar același corp de cercetare a arătat că plantele sunt bine protejate de efectele mai rele ale nivelurilor UVB pe care le experimentăm acum. Această protecție provine dintr-o suită de substanțe chimice naturale ale plantelor, mai ales fenolici. Acești compuși fenolici acționează ca creme naturale de protecție solară, absorbind puternic UV, dar nu și lungimile de undă necesare pentru fotosinteză.


innerself abonare grafică


La fel ca în cazul pigmenților pielii umane, cantitatea acestor creme naturale de protecție solară variază între plante. Unele plante, de obicei cele care provin de la tropice sau de la munți de mare altitudine, au niveluri ridicate de protecție tot timpul. Alții produc creme de protecție solară doar atunci când sunt expuși la niveluri mai ridicate de UVB, echivalent cu bronzarea la oameni.

Asta duce la o altă întrebare. Dacă plantele își produc cremele de protecție solară pe baza expunerii lor la UV, cum detectează acea expunere? Și cum detectează plantele UVB?

Abia în ultimul deceniu sau cam așa ceva oamenii de știință din plante au demonstrat asta plantele detectează UVB foarte specific folosind o proteină cunoscută sub numele de UVR8 (prescurtare de la UV resistance locus 8). Plantele cărora le lipsește UVR8 nu pot induce creme de protecție solară și sunt grav deteriorate de UV prezent în lumina soarelui de vară.

Cercetătorii încă investighează în mod activ mecanismele fundamentale prin care UVR8 controlează răspunsul plantelor la UVB. Știm de ceva vreme că UVR8 absoarbe UVB, provocând modificări care permit în cele din urmă proteinei UVR8 să se acumuleze în nucleele celulelor plantei. Acesta este un pas necesar în lanțul de răspunsuri care permit plantelor să se protejeze împotriva daunelor UVB.

Noi cercetări de la Universitatea din Geneva a arătat că răspunsurile UVB depind de interacțiunile dintre UVR8 și o altă proteină numită COP1 (constitutiv fotomorfogen 1). Această proteină interacționează cu alte diferite molecule (HY5, SPA și RUP) din celulele unei plante pentru a trimite un semnal care controlează acumularea de fenolici de protecție solară ca răspuns la UVB.

Culturi mai durabile

Aceasta ar putea părea o supă alfabetică de abrevieri, dar sistemul de semnalizare pe care îl reprezintă ne afectează pe toți prin rolul său în plantele produse de ferme ca culturi. Acum știm că plantele folosesc UVB ca semnal pentru a-și schimba chimia în moduri care afectează mult mai mult decât protecția lor UV.

Expunerea la UV produce modificări biochimice care pot creste rezistenta la atacul dăunătorilor și bolilor. UVB din lumina soarelui îmbunătățește culoarea, gustul și mirosul fructelor, legumelor și florilor. De asemenea, expunerea la UVB crește nivelul de substanțe chimice din plante despre care se crede că sunt valoroase în dieta umană.

Noua cercetare adaugă la înțelegerea noastră crescândă că UVB din lumina soarelui nu ar trebui văzut doar în termeni de daune. Atâta timp cât continuăm să protejăm stratul de ozon, efectele UVB vor fi doar o parte din răspunsurile normale ale plantelor la mediul lor. Și cu cât înțelegem mai mult aceste răspunsuri, cu atât mai mult putem folosi aceste cunoștințe pentru a produce culturi mai durabile, îmbunătățirea calității acestora și reducerea utilizării pesticidelor.

Despre autor

Nigel Paul, profesor de știință a plantelor, Universitatea Lancaster

Acest articol a fost publicat inițial Conversaţie. Citeste Articol original.

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon