SME
Utorok, 1. december, 2020 | Meniny má EdmundKrížovkyKrížovky

Storočné tajomstvo rastlín padlo

Ako sa organizmy rozhodujú, kedy rásť a kedy už nie? Možno to vyzerá ako jednoduchá otázka. Pre rastliny, natrvalo zakorenené v zemi, je to však problém typu byť, či nebyť. Americké biologičky teraz zistili, že za riešenie shakespearovskej otázky sú zodpo

Ako sa organizmy rozhodujú, kedy rásť a kedy už nie? Možno to vyzerá ako jednoduchá otázka. Pre rastliny, natrvalo zakorenené v zemi, je to však problém typu byť, či nebyť. Americké biologičky teraz zistili, že za riešenie shakespearovskej otázky sú zodpovedné bunky na povrchu rastliny.

Musia sa prispôsobiť

V sci-fi románe Johna Wyndhama Deň trifidov sa rastliny naučili chodiť. V reálnom živote ich však príroda obdarila iba koreňmi a výhonkami, preto si nemôžu vybrať lepšie životné prostredie. Na miesto svojho trvalého pobytu sa musia prispôsobiť, a od narodenia majú len jedinú šancu: meniť tvar a veľkosť podľa toho, ako sa mení prostredie.

Skryť Vypnúť reklamu

"Trvalo nám 10 rokov, kým sme vyvinuli nástroje na skúmanie tejto otázky," povedala biologička Joanne Choryová z dobročinného Medicínskeho inštitútu Howarda Hughesa (HHMI), ktorý zriaďuje a financuje svoje pracoviská po celých Spojených štátoch. "Som veľmi rada, že po takom dlhom čase konečne môžeme vidieť výsledky."

Výskum Choryovej, ktorý robila spolu so Sigal Savaldi-Goldsteinovou v Salkovom biologickom inštitúte v americkej La Jolle, publikoval prestížny Nature a okomentoval internetový bulletin HHMI News.

Kde je centrum riadenia?

Ako sa teda rastliny rozhodnú, či začať rásť? O tejto zdanlivo jednoduchej otázke prírodovedci diskutovali neuveriteľných sto rokov.

Vedkyne skúmali tri vrstvy pletiva, ktoré tvoria výhonky. Prvou je rastlinná epiderma (pokožka), zložená najmä z voskovitého obalu. Druhou mezofyl, kde je uložené zelené farbivo (chloroplasty), v ktorom prebieha fotosyntéza. Treťou cievny systém, ktorý dopravuje vodu a živiny.

Skryť Vypnúť reklamu

"Veľmi dlho sa debatovalo o tom, či rast kontroluje iba jedna z vrstiev, alebo či sú potrebné všetky tri," povedala Choryová. "Náš výskum ukazuje, že centrom riadenia rastu je vonkajšia epiderma. Navyše sme ukázali, že bunky v epiderme komunikujú s bunkami vo vnútorných vrstvách a informujú ich o tom, že majú rásť."

Experimenty s bielou myšou

Desaťročný výskum robili na známej rastline arábovke, čo je vlastne pokusná biela myška v rastlinnej ríši. Ich práca ukázala, že počas rastu spolu komunikujú bunky jednotlivých vrstiev smerom od epidermy (pokožky) do vnútra. Tak si rastlina zabezpečuje kompaktný a dobre organizovaný vývoj nových výhonkov.

Pri výskume vedkyniam azda najviac pomohol Choryovej objav kľúčovej skupiny hormónov zo skupiny brassinosteroidov. Objavili aj receptory pre tieto hormóny a genetické faktory, regulujúce ich produkciu a ukladanie v rôznych vrstvách pletív. Brassinolid je významný rastový hormón, reagujúci na svetlo. Riadi základné reakcie, nevyhnutné na prežitie rastliny: získať dostatok svetla a zosilniť stonku tak, aby udržala listy.

Skryť Vypnúť reklamu

Že rastový signál pochádza z epidermy, zistila Goldsteinová pri experimentoch s trpasličou formou Arabidopsis (arábovky), ktorá je rastlinnou obdobou pokusných bielych myší. Goldsteinové na nej skúmala účinky tvorby novoobjavených hormónov vo vonkajších a vnútorných vrstvách výhonkov.

Zistila pozoruhodnú vec: tvorba a prenos hormónov z epidermy urobili z trpasličej formy rastlinu s normálnym vzrastom. Naopak, keď sa aktivoval gén v epiderme, obmedzujúci účinky brassinolidov, rast sa zastavil.

Strážca prostredia aj výživy

Epiderma, ktorá pomáha rastline získavať vodu a regulovať výmenu plynov, je strážcom vonkajšieho prostredia (podobne ako gén p53 v našom tele naopak stráži

vnútorné prostredie, aby sa v ňom nerozvinula rakovina). Táto najvýznamnejšia zložka rastliny teda rozhodne o vhodnom čase na rast, a povel odovzdá do vnútra s pomocou rastových hormónov.

Skryť Vypnúť reklamu

Zmapovanie všetkých faktorov, ktoré sa zapájajú do "rozhovoru" medzi bunkami epidermy a vnútorných vrstiev, si vyžiada ďalší náročný výskum. Spôsob komunikácie buniek, kde hrá rolu veľa faktorov, patrí k najzaujímavejším problémom biológie.

"Naša štúdia ukazuje, že cieľovým stanoviskom pre rastové hormóny je epiderma. Ukázali sme tiež, že tieto hormóny pôsobia lokálne. Ďalšie štúdie iných rastlinných hormónov v iných orgánoch, napríklad koreňoch, nám pomôžu spoznať ďalšie miesta ich pôsobenia. Dokážeme tak s pomocou modelov predpovedať, ako spolupracujú a ako vytvárajú takú úžasnú rôznorodosť tvarov a foriem, ktorú vidíme napríklad u kvitnúcich rastlín," povedala Choryová.

Výskum je významným príspevkom k základným znalostiam o prežívaní rastlín v prírode. Bude mať oveľa širšie využitie, najmä ak sa počet ľudí žijúcich na Zemi bude naďalej zvyšovať (v roku 2050 by podľa niektorých odhadov malo na planéte žiť okolo deväť miliárd ľudí).

Skryť Vypnúť reklamu

Znalosť základných mechanizmov života rastlín povedie k zvýšeniu výnosov a zníženiu spotreby hnojív a pesticídov. Výroba rastových hormónov sa môže stať nevyhnutnou oblasťou výskumu rastlinnej biológie s významným dopadom na komerčné poľnohospodárstvo.

Náš obdiv patrí tentoraz rastlinám

Na tomto mieste často píšeme o šimpanzoch, praľuďoch, mozgoch a chorobách moderných ľudí, architektonických klenotoch, či o iných historických epochách. Pri čítaní článku o pozoruhodnom výskume Jeanne Choryovej a Sigal Savaldi-Goldsteinovej som si uvedomil, že zázraky sa odohrávajú aj v rastlinnej ríši, občas tak trochu prehliadanej. Aj tam sa rozhoduje o živote a smrti, aj tam bunky riešia každodenný problém prežitia, aj tam musia hľadať spôsoby, ako sa dohodnúť so vzdialenými časťami organizmu (toto slovo som použil úmyselne, pretože začínam mať pocit, že rastliny sú oveľa viac než iba zelená stonka, listy, kvet a korene v zemi).

Skryť Vypnúť reklamu

Práve na tomto výskume vynikne okrem pretrvávajúcej záhadnosti ríše rastlín aj niečo iné, a to je sila základného výskumu. Niekto sa môže opýtať: Načo je nám dobré, že vieme o rastlinách o čosi viac? Okrem klasickej odpovede, že v tom magickom vedieť viac spočíva nátura človeka, možno odpovedať aj inak: Vedieť viac znamená byť nielen múdrejší, ale aj praktickejší. S nakŕmením ľudí je problém už teraz, a ak by sme nedokázali vyvíjať nové biotechnológie (odkaz pre Greenpeace - a samozrejme aj nové geneticky modifikované rastliny), perspektívy by boli smutné.

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Koronavírus: Majster sveta F1 Lewis Hamilton má koronavírus (minúta po minúte)

PCR testy na Slovensku odhalili už takmer 106-tisíc nakazených. Pandémia Covid-19 si doteraz vyžiadala 839 obetí.

Lewis Hamilotn.

Kollár ležal na špeciálnom oddelení. Nemal prijímať návštevy ani nahrávať videá

O tom, že počas hospitalizácie vystúpil v televízii, nemocnica nevedela.

Premiér Igor Matovič, minister hospodárstva a predseda SaS Richard Sulík a ministerka investícií a predsedníčka Za ľudí Veronika Remišová.
CYNICKÁ OBLUDA

Najväčší Kollárov problém

Krajniak povedal, že za Kollárom do nemocnice nechodili žiadne mladé priateľky, ale výhradne "dámy v rokoch".

Neprehliadnite tiež

Ilustračné foto.
Podcast Klik

Klik: Vianoce 2020, toto sú naše tipy na technologické darčeky

Sprievodca nakupovaním technologických darčekov.

Podcast Klik.
Tieň sondy Hajabusa 2 na povrchu asteroidu Ryugu.
Podcast Tech_FM

Výpredaje majú problém, všetko skupujú roboty

Čo spôsobujú nové technológie.

Inzercia - Tlačové správy

  1. Nástrahy online vyučovania, o ktorých sa nehovorí
  2. ARÓNIA najsilnejšia prírodná prevencia proti respiračným vírusom
  3. METROPOLIS prináša mestské bývanie vo vysokom štandarde
  4. Slovensko spoznalo najlepšie farmy minulého roka
  5. Máte problémy s trávením? Známy gastroenterológ radí ako na ne
  6. Ako inovácie menia naše návyky? Čo už dnes môžete robiť inak
  7. Vianočné vydanie magazínu SME Ženy
  8. Slovenské „šampanské“, za ktorým sa skrýva príbeh lásky
  9. Zdravé varenie: zábava pre celú rodinu
  10. Venujte na Vianoce darček plný informácií
  1. FMMR svojím výskumom reaguje na aktuálne živé témy
  2. Slovenské „šampanské“, za ktorým sa skrýva príbeh lásky
  3. Vianočné vydanie magazínu SME Ženy
  4. Novinka medzi prefabrikátmi
  5. Virtuálne prechádzky ako pomoc turistom pri orientácií
  6. 3D virtuálne prechádzky pozdĺž maďarsko-slovenských hraníc
  7. METROPOLIS prináša mestské bývanie vo vysokom štandarde
  8. The future of M&A in Europe
  9. Prvé zamestnanie: 3 veci, na ktoré by ste nemali zabudnúť
  10. ADLO sa presťahovalo bližšie k zákazníkom
  1. Slovenská firma reformuje tradičné multimiliardové odvetvie 34 188
  2. Budíte sa počas spánku? Toto sú hlavné príčiny 15 459
  3. Slnko a teplo aj cez sviatky: Do Egypta sa vracajú dovolenkári 14 903
  4. Aká je chémia vôní 10 676
  5. Kaufland na Slovensku testoval novinku, ktorú zavádza v Európe 9 460
  6. Mercedes-Benz opäť nadizajnoval budúcnosť 9 162
  7. Novodobý slovenský Baťa. Zamestnancom stavia domy 8 846
  8. Viete, aká je skutočná cena smartfónu? Číslo vás prekvapí 8 825
  9. Bývanie v meste predlžuje život 8 196
  10. Bezpečná dovolenka v exotike: Maldivy sú prešpikované zážitkami 7 797