Nagu inimesed ja loomad, Taimed seisavad silmitsi ka kliimamuutuste väljakutsega. Kui kliima soojeneb ja muutub kuivemaks, otsivad taimed võimalusi nende uute äärmuslike tingimustega kohanemiseks. A aastal avaldatud uurimustöö Globaalne muutuste bioloogia Ameerika Ühendriikide Liverpooli ülikooli ja Syracuse ülikooli töörühm paljastab, kuidas taimed muudavad oma DNA-d, et muutuvas keskkonnas ellu jääda.
Viimase 15 aasta jooksul on teadlased uurinud, kuidas mitmed taimeliigid Ühendkuningriigis Buxtoni lähedal asuval rohumaal reageerivad äärmuslikele ilmastikunähtustele, nagu näiteks intensiivsed põuad y tugev vihmasadu. Tulemused olid üllatavad: need muutuvad tingimused on taimedes esile kutsunud geneetilisi muutusi – nähtust, mida teadlased on nimetanud.evolutsiooniline päästmine"
Liverpooli ülikooli integreeriva bioloogia instituudi ökoloogiaprofessor dr Raj Whitlock rõhutas tõsiasja, et taimedes võib esineda muutusi. geneetiline mitmekesisus Nii lühikese aja jooksul on see hämmastav avastus, arvestades, et tavaliselt arvatakse, et taimed vajavad kliimamuutustega kohanemiseks palju kauem. See võib seletada uuritud liikide võimet areneda nõudlikes keskkonnatingimustes. Sellega seoses on oluline mõista, kuidas taimed kliimamuutustega kohanevad.
Uuring viidi läbi aastal Buxtoni kliimamuutuste mõjude labor (BCCIL), kus kliimat on alates 1993. aastast eksperimentaalselt manipuleeritud, et jälgida, kuidas taimed sellistele muutustele reageerivad.
Vaatamata põnevatele leidudele, Kliimamuutused on endiselt tohutu väljakutse enamiku maailma taimeliikide jaoks. Kõik nad peavad kohanema pidevalt muutuva kliimaga. Kui taimed seisavad silmitsi tõusvate temperatuuride, soolsuse, pika põua ja muude stressidega, kasutavad nende ellujäämise tagamiseks mitmesuguseid mehhanisme, mida võib täheldada ka Vahemere ökosüsteemides, mis on eriti haavatavad.
Mehhanismid, mida taimed kohanemiseks kasutavad, hõlmavad nende kasvu ja ainevahetuse muutusi, nende reguleerimist stomata, poorid, mis võimaldavad gaaside ja vee vahetust, ning muutused kaitsvaid ja antioksüdantseid valke kodeerivate geenide ekspressioonis. Kõigil neil mehhanismidel on konkreetne mõju taimede elutähtsatele funktsioonidele ja see on otsustava tähtsusega nende ellujäämiseks ebasoodsates tingimustes.
Hiljuti on tuvastatud järgmised: Jalgrattasõidu DOF-tegurid (CDF-id), oluliste transkriptsioonifaktorite rühm, mis reguleerib taimede reaktsioone erinevatele abiootilistele stressitingimustele. Need tegurid moduleerivad selliseid põhiaspekte nagu õitsemise aeg ja juurte kasv, samuti taluvus erinevat tüüpi keskkonnastresside suhtes. Hiljutised uuringud näitavad, et CDF-ide funktsioonid on säilinud teistes liikides, sealhulgas põllumajanduses huvipakkuvates põllukultuurides. See on oluline, et mõista taimede kohanemine kliimamuutustega.
Kohanemine keskkonnastressiga
Taimed on allutatud paljudele keskkonnamõjudele, mille sagedus ja intensiivsus on kliimamuutuste tõttu suurenenud. The põudNäiteks on üks tegureid, mis taimede kasvu kõige enam mõjutab. Kui põuatingimused on tõsised, peavad taimed veekadu vähendamiseks sulgema oma stoomid, mis omakorda piirab nende võimet fotosünteesida.
Kõrge temperatuuri korral võib kõhu sulgemine olla aga kahjulik. Hiljutine uuring on tuvastanud molekulaarse mehhanismi, mis kontrollib stoomide avamist ja sulgemist, aidates taimedel tasakaalustada transpiratsiooni ja vee säilitamist. See signalisatsioonisüsteem on äärmuslike tingimustega silmitsi seisvate taimede jaoks ülioluline ja võimaldab neil kiiresti ja tõhusalt reageerida keskkonnamuutustele. Lisateavet selle kohta, kuidas taimed karmides tingimustes ellu jäävad, leiate meie artiklist taimede ellujäämine kõrbes.
Lisaks, kui taimed kogevad stressi, epigeneetiline mälu võimaldab neil neid tingimusi meeles pidada ja edaspidi tõhusamalt reageerida. Seda mälestust saab edasi anda järglastele, suurendades seeläbi muutuvas keskkonnas ellujäämise võimalust. Hiljutised uuringud on näidanud, et puud mäletavad möödunud kuumuse või põua episoode, mis mõjutab nende võimet uute stressiperioodidega toime tulla.
Taimed kasutavad mitut biokeemilised ja füsioloogilised mehhanismid säilitada nende kasvu ja kaitsta nende rakulist terviklikkust ebasoodsate tingimuste eest. Neid mehhanisme korraldavad tavaliselt ulatuslik stressireaktsiooni geenide kogum ja keerulised transkriptsioonifaktorite võrgustikud. Uuringud on näidanud, et taimehormoonide, nagu abstsitsiinhape ja salitsüülhape, kontsentratsioonid on nende adaptiivsete reaktsioonide reguleerimisel kriitilise tähtsusega, võimaldades taimedel reaalajas reageerida neid mõjutavatele keskkonnamuutustele.
Taimede kliimamuutustega kohanemise mõistmine on samuti oluline nende pikaajalise ellujäämise ja põllumajandusliku tootmise parandamise strateegiate väljatöötamiseks. Uued põllukultuuride sordid peavad olema vastupidavamad äärmuslikele ilmastikutingimustele, et tagada toiduga kindlustatus tulevikus, nagu on käsitletud artiklis Säästlik põllumajandus kui tava kliimamuutuste vastu.
Taimede kohanemine ei toimu aga isoleeritult. Ta kliimamuutused See mõjutab ökosüsteeme tervikuna, mis omakorda mõjutab liikide mitmekesisust ja vastupidavust. Seetõttu on hädavajalik arvestada kliimamuutuste ja inimtegevuse koosmõju bioloogilisele mitmekesisusele ja taimede võimele nende uute väljakutsetega kohaneda.
Taimedel on märkimisväärne kohanemisvõime, kuid kiired kliimamuutused ja muud tegurid on pidevaks ohuks. Oluline on jätkata uurimist ja mõista, kuidas taimed nendele muutustele reageerivad ja kuidas saame aidata neil kohaneda, mitte ainult nende ellujäämise, vaid ka meie planeedi heaolu huvides.
