Фотосинтез всупереч правилам
Вчені розкрили таємницю тропічних дерев роду клузія. Ці дерева здатні дихати вночі, що дозволяє їм зберігати воду, що є критично важливим у їхньому природному середовищі. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Communications. Це відкриття може стати основою для створення посухостійких сільськогосподарських культур.
Унікальні механізми фотосинтезу
Дослідники виявили, що клузія закриває пори на листках вдень, щоб захистити себе від випаровування води. Вуглекислий газ ці дерева поглинають вночі і конвертують його у яблучну кислоту. Цей механізм є унікальним, оскільки клузія є єдиним відомим родом справжніх дерев з таким типом фотосинтезу, відомим як CAM-фотосинтез.
«Під час цього процесу зайві копії генів поступово втрачалися, деактивувалися або брали на себе зовсім нові функції». – Ханнес Краммл
Дослідження також включало генетичний аналіз, який показав стародавнє подвоєння геному предків клузії. Кожен вид клузії має унікальний режим фотосинтезу:
- Clusia rosea має повністю нічний режим
- Clusia minor – нічний режим під час посухи
- Clusia major – комбінований денний і нічний фотосинтез
«Це переналаштування торкнулося саме тих ділянок ДНК, які керують нічним накопиченням вуглецю». – Йоганнес Герпелл
Дослідження також виявило дивовижну пластичність цих дерев. Вольфрам Векверт підкреслив, що «кожен вид розпорядився генетичним спадком по-своєму». Виявлені генетичні ланцюжки можуть стати важливими для створення нових посухостійких сортів зернових культур, що має велике значення в умовах зміни клімату та зростаючих потреб у їжі. Таким чином, відкриття вчених може мати суттєвий вплив на сільське господарство в майбутньому.
Дослідження тропічних дерев клузія відкриває нові перспективи для сільського господарства, особливо в умовах глобальної зміни клімату. Зважаючи на зростаючі потреби у їжі та проблеми, пов'язані з посухою, можливість створення нових посухостійких культур стає дедалі актуальнішою. Розуміння механізмів, які дозволяють цим деревам зберігати воду та ефективно використовувати вуглекислий газ, може стати основою для генетичних модифікацій інших сільськогосподарських культур, що в свою чергу сприятиме продовольчій безпеці.