Είναι άνοιξη και τα λουλούδια ανθίζουν. Οπως όμως θα ξέρετε αν ασχολείστε έστω και ελάχιστα με την κηπουρική, αυτό δεν ισχύει πάντα. Πολλά φυτά, σαν να ακολουθούν κάποιο άλλο «ρολόι», εμφανίζουν τα μπουμπούκια τους αμέσως με τις πρώτες ζέστες, άσχετα με την εποχή. Τώρα οι επιστήμονες βρήκαν πώς ακριβώς γίνεται αυτό.
Η αιτία είναι ένα γονίδιο το οποίο λειτουργεί σαν «θερμοστάτης» πυροδοτώντας την ανθοφορία όταν η θερμοκρασία ανέβει σε συγκεκριμένα επίπεδα. Εκτός του ότι λύνει ένα μυστήριο αιώνων, η ανακάλυψη αναμένεται να οδηγήσει στη βελτίωση των καλλιεργειών και στη «θωράκιση» των φυτών απέναντι στην κλιματική αλλαγή.
Τα λουλούδια της πρώτης ζέστης
«Ξέρουμε εδώ και εκατοντάδες χρόνια ότι όταν ο καιρός ζεσταίνει πολλά λουλούδια ανθίζουν» δήλωσε στο BBC ο Φίλιπ Γουίγκς από το Κέντρο John Innes της Βρετανίας, εκ των επικεφαλής της μελέτης η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature». «Το ερώτημα ήταν πώς μπορούν να ελέγχουν αυτή τη διαδικασία με τόση ακρίβεια και ευαισθησία».
Όπως έχουν ανακαλύψει οι επιστήμονες, τα φυτά διαθέτουν δυο μηχανισμούς που τους επιτρέπουν να «αναγνωρίζουν» τον ερχομό της άνοιξης: ο ένας ανταποκρίνεται στην αλλαγή της διάρκειας της ημέρας και ο άλλος στην αλλαγή της θερμοκρασίας.
Μελετώντας το Arabidopsis thaliana – το πλέον μελετημένο είδος στο φυτικό βασίλειο, το οποίο χρησιμεύει ως «πειραματόζωο» σε πολλές έρευνες – οι βρετανοί ειδικοί εντόπισαν ένα γονίδιο, το PIF4, το οποίο φαίνεται να λειτουργεί σαν διακόπτης που «ανοίγει» με την κατάλληλη θερμοκρασία.
Το γονίδιο της άνθισης
Το PIF4 δεν είναι ένα συνηθισμένο γονίδιο. «Αυτό το γονίδιο είναι ξεχωριστό, επειδή ενεργοποιείται μόνο όταν κάνει ζέστη» λέει ο κ. Γουίγκς. «Οταν ψυχραίνουμε το φυτό, δεν έχει καμία επίδραση. Λειτουργεί με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι ενεργό μόνο όταν ζεσταίνεται».
Όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει, το PIF4 – ακριβώς όπως ένας θερμοστατικός διακόπτης – «ανάβει» και ενεργοποιεί τα γονίδια-στόχους θέτοντας σε κίνηση τη διαδικασία της ανθοφορίας. Το συγκεκριμένο γονίδιο φαίνεται να διαφωτίζει σε μεγάλο βαθμό το μυστήριο του ενός σκέλους του διπλού μηχανισμού που ρυθμίζει την ανθοφορία. Η ακριβής λειτουργία του άλλου σκέλους, το οποίο θεωρείται ότι σχετίζεται με τη διάρκεια της ημέρας, δεν έχει ακόμη εξιχνιαστεί.
Οι ειδικοί πάντως θεωρούν ότι ο μηχανισμός δεν λειτουργεί ταυτόχρονα και ως προς τα δυο σκέλη του. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα φυτά επιδεικνύουν «διχασμένη» συμπεριφορά ως προς την ανθοφορία τους: άλλα ακολουθούν το ημερολόγιο ανθίζοντας πάντα την ίδια εποχή του χρόνου ενώ άλλα επηρεάζονται από το θερμόμετρο, εμφανίζοντας τα μπουμπούκια τους στις πρώτες λιακάδες. «Τα τελευταία» εξήγησε ο κ. Γουίγκς «είναι τα φυτά που διαθέτουν έναν ενεργό μονοπάτι PIF4».
Πιο ανθεκτικά τα φυτά με «θερμοστάτη»
Μελέτες που έχουν γίνει από άλλους επιστήμονες έχουν δείξει ότι τα φυτά που ανθίζουν με «θερμοστάτη» είναι πιο ανθεκτικά από εκείνα που προτιμούν τον άλλο μηχανισμό. «Τα τελευταία 100 χρόνια πολλά είδη που βασίζονταν μόνο στη διάρκεια της ημέρας έχουν εξαφανιστεί σε τοπικό επίπεδο» ανέφερε ο κ. Γουίγκς. «Αντιθέτως τα φυτά που χρησιμοποιούν τη θερμοκρασία για να ελέγξουν την ανθοφορία τους έχουν εξαπλωθεί σημαντικά και σήμερα είναι πιο διαδεδομένα»
Αυτό σημαίνει, σύμφωνα με τον ειδικό, ότι τα είδη που ρυθμίζουν την ανθοφορία τους με τη ζέστη θα είναι πιο ανθεκτικά και απέναντι στην κλιματική αλλαγή, κάτι ιδιαίτερα σημαντικό τη στιγμή που οι καλλιέργειες του πλανήτη απειλούνται σοβαρά από μια ενδεχόμενη άνοδο της θερμοκρασίας.
«Πιστεύουμε ότι η ίδια διαδικασία που λειτουργεί στο Arabidopsis thaliana λειτουργεί επίσης στο σιτάρι και στο κριθάρι» τόνισε ο ερευνητής προσθέτοντας ότι ο εντοπισμός και άλλων γονιδίων που εμπλέκονται σε αυτήν θα επιτρέψει, είτε μέσω γενετικών τροποποιήσεων είτε μέσω μελετημένων διασταυρώσεων, την καλύτερη προστασία των καλλιεργειών στο μέλλον.
