Stejně jako lidé a zvířata, Rostliny také čelí výzvě změny klimatu. Jak se klima otepluje a stává se sušším, rostliny hledají způsoby, jak se těmto novým extrémním podmínkám přizpůsobit. A výzkum publikovaný v Globální biologie změn od týmu z University of Liverpool a Syracuse University ve Spojených státech, odhaluje, jak rostliny upravují svou DNA, aby přežily v měnícím se prostředí.
Za posledních 15 let výzkumníci zkoumali, jak řada rostlinných druhů na pastvinách poblíž Buxtonu ve Velké Británii reaguje na extrémní jevy počasí, jako je např. intenzivní sucha y vydatné srážky. Výsledky byly překvapivé: tyto měnící se podmínky vyvolaly genetické změny v rostlinách, fenomén, který vědci nazvali „evoluční záchrana".
Dr Raj Whitlock, profesor ekologie na Institutu integrativní biologie Univerzity v Liverpoolu, zdůraznil skutečnost, že rostliny mohou vykazovat změny genetická rozmanitost V tak krátkém období je to úžasný objev, protože se předpokládá, že rostliny obvykle potřebují mnohem déle, než se přizpůsobí klimatickým změnám. To by mohlo vysvětlit schopnost studovaného druhu prospívat v náročných podmínkách prostředí. V této souvislosti je důležité pochopit, jak se rostliny přizpůsobují změně klimatu.
Výzkum byl proveden v Buxton Climate Change Impacts Laboratory (BCCIL), kde se od roku 1993 experimentálně upravuje klima, aby bylo možné pozorovat, jak rostliny na takové změny reagují.
Navzdory fascinujícím zjištěním, Změna klimatu zůstává hrozivou výzvou pro většinu rostlinných druhů na světě. Všechny se musí přizpůsobit klimatu, které se neustále mění. Rostliny čelí rostoucím teplotám, slanosti, dlouhotrvajícím suchům a dalším stresům a využívají různé mechanismy k zajištění jejich přežití, což je skutečnost, kterou lze pozorovat také ve středomořských ekosystémech, které jsou obzvláště zranitelné.
Mechanismy, které rostliny používají k adaptaci, zahrnují modifikace v jejich růstu a metabolismu, regulace průduchy, póry, které umožňují výměnu plynů a vody, a změny v expresi genů, které kódují ochranné a antioxidační proteiny. Každý z těchto mechanismů má specifický vliv na životní funkce rostlin a je rozhodující pro jejich přežití v nepříznivých podmínkách.
Nedávno byly identifikovány následující: Faktory cyklování DOF (CDF), skupina základních transkripčních faktorů, které regulují reakce rostlin na různé abiotické stresové podmínky. Tyto faktory modulují základní aspekty, jako je doba kvetení a růst kořenů, stejně jako tolerance k různým typům environmentálního stresu. Nedávný výzkum naznačuje, že funkce CDF jsou zachovány u jiných druhů, včetně plodin zemědělského zájmu. To je nezbytné pro pochopení adaptace rostlin na změnu klimatu.
Adaptace na environmentální stres
Rostliny jsou vystaveny řadě environmentálních stresů, jejichž frekvence a intenzita se v důsledku změny klimatu zvýšila. The sucho, je například jedním z faktorů, který nejvíce ovlivňuje růst rostlin. Když jsou podmínky sucha vážné, musí rostliny uzavřít průduchy, aby se snížila ztráta vody, což zase omezuje jejich schopnost fotosyntézy.
Uzavření stomatu však může být škodlivé, pokud jsou teploty vysoké. Nedávná studie identifikovala molekulární mechanismus, který řídí otevírání a zavírání průduchů a pomáhá rostlinám vyrovnávat transpiraci a ochranu vody. Tento signalizační systém je životně důležitý pro rostliny, které čelí extrémním podmínkám a umožňuje jim rychle a efektivně reagovat na změny v jejich prostředí. Chcete-li se dozvědět více o tom, jak rostliny přežívají v drsných podmínkách, můžete se podívat na náš článek na přežití rostlin v poušti.
Navíc, když rostliny zažívají stres, epigenetické paměti umožňuje jim zapamatovat si tyto podmínky a v budoucnu efektivněji reagovat. Tato vzpomínka může být předána potomkům, čímž se zvyšuje šance na přežití v měnícím se prostředí. Nedávné studie ukázaly, že stromy si pamatují minulá období horka nebo sucha, což ovlivňuje jejich schopnost vyrovnat se s novými obdobími stresu.
Rostliny používají několik biochemické a fyziologické mechanismy k udržení jejich růstu a ochraně jejich buněčné integrity před nepříznivými podmínkami. Tyto mechanismy jsou obvykle organizovány rozsáhlým souborem genů stresové reakce a komplexními sítěmi transkripčních faktorů. Výzkum ukázal, že koncentrace rostlinných hormonů, jako je kyselina abscisová a kyselina salicylová, jsou rozhodující pro regulaci těchto adaptivních reakcí, což umožňuje rostlinám reagovat v reálném čase na změny prostředí, které je ovlivňují.
Pochopení toho, jak se rostliny přizpůsobují změně klimatu, je také zásadní pro rozvoj strategií k zajištění jejich dlouhodobého přežití a zlepšení zemědělské produkce. Nové odrůdy plodin musí být odolnější vůči extrémním povětrnostním podmínkám, aby byla zajištěna potravinová bezpečnost v budoucnu, jak je uvedeno v článku o Ochranné zemědělství jako postup proti změně klimatu.
Adaptace rostlin však neprobíhá izolovaně. On změna klimatu Ovlivňuje ekosystémy jako celek, což má zase dopad na druhovou rozmanitost a odolnost. Proto je nezbytné zvážit kombinovaný dopad změny klimatu a lidské činnosti na biologickou rozmanitost a na schopnost rostlin přizpůsobit se těmto novým výzvám.
Rostliny mají pozoruhodnou schopnost adaptace, ale rychlé změny klimatu a další faktory jsou trvalou hrozbou. Je nezbytné pokračovat ve výzkumu a pochopení toho, jak rostliny na tyto změny reagují a jak jim můžeme pomoci přizpůsobit se, nejen pro jejich přežití, ale také pro blaho naší planety.
