Έχουν προσαρμόσει κάθε τους βιολογική διαδικασία με βάση τον 24ωρο κύκλο ημέρας-νύκτας
Επιστήμονες ανακάλυψαν πως τα φυτά, όπως οι άνθρωποι, διαθέτουν ένα «εσωτερικό ρολόι», που σημαίνει ότι μπορούν να «πουν» την ώρα.
Τι ακριβώς σημαίνει όμως αυτό και πώς μπορεί να βελτιώσει την γεωργία; Τα φυτά έχουν κύτταρα γνωστά ως γονίδια κιρκαδικού ρολογιού, που τους επιτρέπουν να μετρούν τους καθημερινούς και εποχιακούς ρυθμούς. Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να οδηγήσει σε βιώσιμες καλλιέργειες με υψηλότερες αποδόσεις.
«Ανακαλύψαμε ότι τα φυτά μεγαλώνουν πολύ καλύτερα όταν το εσωτερικό τους ρολόι ταιριάζει με το περιβάλλον στο οποίο μεγαλώνουν», λέει ο καθηγητής Alex Webb, πρόεδρος του Cell Signaling στο Τμήμα Επιστημών των Φυτών του Πανεπιστημίου Cambridge και κύριος συγγραφέας της μελέτης, που δημοσιεύθηκε τον Απρίλιο στο περιοδικό Science.
Πώς γνωρίζουν τα φυτά την ώρα
«Ζούμε σε έναν περιστρεφόμενο πλανήτη και αυτό έχει τεράστιο αντίκτυπο στη βιολογία μας- και τη βιολογία των φυτών», εξηγεί ο Alex Webb.
Στη μελέτη, επιστήμονες του Cambridge βάσισαν τις παρατηρήσεις τους σε ένα μικρότερο ανθοφόρο φυτό, το arabidopsis thaliana, γνωστό ως αραβιδόψα
Διαπίστωσαν ότι η ρυθμική εναλλαγή φωτός που βρίσκουμε στον κύκλο ημέρας και νύχτας οδηγεί στην εξέλιξη των κιρκαδικών ρολογιών. Αυτά τα ρολόγια διαμορφώνουν το μεγαλύτερο μέρος της φυσιολογίας των φυτών, την φωτοσύνθεση, τον μεταβολισμό και την ανάπτυξη. Είναι αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «χρονοκαλλιέργεια».
«Τα φυτά είναι πιο ανθεκτικά σε παράσιτα την στιγμή της ημέρας που [τα παράσιτα] είναι ενεργά», προσθέτει ο Alex Webb. «Οπότε ένα απλό φως στο φορτηγό ψυγείο που θα ανάβει και θα σβήνει μιμούμενο τον κύκλο ημέρας/νύχτας, θα χρησιμοποιούσε το εσωτερικό ρολόι των φυτών ώστε να βελτιωθεί η αποθήκευση και να μειωθούν τα απόβλητα».
Πώς θα χρησίμευε αυτό στη γεωργία
Τα γονίδια που ελέγχουν τους κιρκαδικούς ρυθμούς σε όλες τις μεγάλες καλλιέργειες, είναι παρόμοια και έχουν πολλά πλεονεκτήματα.
Το κιρκαδικό σύστημα μπορεί να συμβάλει στη ρύθμιση της ανθοφορίας, της βιομάζας, της φωτοσύνθεσης, της χρήσης νερού, των αντιδράσεων σε ακραίες θερμοκρασίες και της άμυνας των παθογόνων, τα οποία είναι σημαντικά συστατικά της απόδοσης στις φυτικές καλλιέργειες.
«Γνωρίζουμε από εργαστηριακά πειράματα ότι το πότισμα φυτών ή η χρήση φυτοφαρμάκων μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικά σε συγκεκριμένες ώρες της ημέρας, πράγμα που σημαίνει ότι οι αγρότες θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν λιγότερους από αυτούς τους πόρους. Πρόκειται για ένα απλό κέρδος που θα εξοικονομούσε χρήματα και θα συνέβαλε στη βιωσιμότητα. Η αποτελεσματικότερη χρήση του νερού είναι βασικός στόχος βιωσιμότητας στις καλλιέργειες», σημειώνει ο Alex Webb.
Η μελέτη διαπίστωσε ότι γνωρίζοντας το εσωτερικό ρολόι των φυτών και την ικανότητα αλλαγής του μέσω γενετικής τροποποίησης, οι κύκλοι φωτισμού και θέρμανσης θα μπορούσαν να συντονιστούν με το φυτό για «εξαιρετικά αποτελεσματική ανάπτυξη».
«Στην κάθετη καλλιέργεια, η χρονοκαλλιέργεια θα μπορούσε να έχει τον απόλυτο έλεγχο της καλλιέργειας. Θα μπορούσαμε να αναπαράγουμε συγκεκριμένα φυτά με εσωτερικά ρολόγια κατάλληλα για καλλιέργεια σε εσωτερικούς χώρους και να βελτιστοποιήσουμε τους κύκλους φωτός και θερμοκρασίας», εξηγεί ο καθηγητής.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η γνώση των εσωτερικών ρολογιών των φυτών θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στη μείωση της βλάβης που προκαλούν τα παράσιτα και παρέχει μια ευκαιρία στη χρονοκαλλιέργεια να κάνει την παραγωγή τροφίμων πιο βιώσιμη.
Η μελέτη παρουσιάζει επίσης μια παρόμοια ιδέα που θα μπορούσε να εφαρμοστεί στην ανθρώπινη ιατρική: «χρονοϊατρική». Αυτό θα σήμαινε ότι τα φάρμακα είναι πιο αποτελεσματικά όταν λαμβάνονται σε μια συγκεκριμένη ώρα της ημέρας.
Με πληροφορίες από Euronews
