Tumbuhan ingat pengalaman kemarau

Kekeringan mencetuskan mekanisme perlindungan yang membolehkan tumbuh-tumbuhan dapat bertahan lebih lama di dalam kemarau

Oat oat biasa di Taman Ekologi-Botanikal (ÖBG) Universiti Bayreuth. © Anke Jentsch
membaca dengan kuat

Tumbuh-tumbuhan boleh "ingat" semasa tempoh kemarau dan oleh itu lebih baik melindungi diri mereka apabila mereka lagi kering. Ini sekarang telah menunjukkan percubaan rumput. Tumbuhan ini selamat musim kemarau pada lewat musim panas yang lebih baik, jika beberapa bulan sebelum ini sudah mengalami kemarau. Jelas, mekanisme perlindungan dicetuskan yang akan terus berfungsi walaupun rumput dipotong di antara.

Masa kering akan berlaku lebih kerap di Eropah Tengah pada masa depan akibat perubahan iklim global. Tetapi berapa cepatkah tumbuhan dapat bertindak balas terhadap peristiwa melampau yang berulang-ulang? Satu pasukan penyelidikan yang diketuai oleh Anke Jentsch, seorang profesor ekologi gangguan di Universiti Bayreuth dan Julia Walter dari Pusat Penyelidikan Alam Sekitar Helmholtz (UFZ) di Leipzig, kini telah mengkaji soalan ini dengan menggunakan contoh rumput oat yang lazim, rumput padang rumput umum di Eropah.

Para saintis pada mulanya membangkitkan tumbuhan terbuka di bawah keadaan alam sekitar yang biasa. Pada awal musim panas, mereka mendedahkan beberapa tumbuhan ini kepada tempoh kemarau tiruan, pada 16 hari berturut-turut, mereka tidak menerima air, manakala kumpulan kawalan terus disiram. Dalam pertengahan musim panas, semua tumbuh-tumbuhan telah dipangkas oleh sebahagian besar biomas mereka yang dituai. Hasilnya, daun-daun yang tumbuh semula selepas tuaian dalam semua kes organ-organ tumbuhan yang baru dibentuk, yang sendiri belum mengalami kemarau. Pada akhir musim panas, diikuti oleh satu lagi musim kemarau tiruan. Kali ini kedua-dua kumpulan terpaksa melakukan tanpa air selama 16 hari.

Tumbuhan "diperpanjang" bertahan hidup lebih kering

Perbandingan antara kedua-dua kumpulan tumbuhan pada akhir tempoh kering kedua menunjukkan perbezaan yang ketara. Bagi rumput yang telah terselamat dalam musim kering pada bulan Jun, bahagian biomass yang lebih besar 7% selamat daripada kemarau daripada tanaman kawalan yang tidak bersedia. Ternyata, rumput yang terdedah kepada kemarau pada bulan-bulan musim panas berikut telah menghasilkan reaksi pelindung yang menangkis kemerosotan biomas hidup sekiranya berlaku kekurangan air.

Analisis mengenai fotosintesis, iaitu penukaran tenaga cahaya kepada tenaga kimia, mengesahkan andaian ini. Oleh kerana dalam hal ini, perbezaan yang jelas antara kedua-dua kumpulan dapat diperhatikan. Dalam rumput, yang mengalami ejaan kering untuk kali kedua pada bulan September, beberapa proses fotosintesis kurang intensif dan tidak semaksimal mungkin. Rupa-rupanya, pengalaman musim kemarau sebelumnya menyebabkan tumbuhan menyerap dan menggunakan tenaga cahaya yang jauh lebih rendah daripada tanaman yang tidak berpengalaman dari kumpulan sebaya. paparan

Mekanisme masih tidak jelas

Proses biokimia yang mana mendasari reaksi pelindung dan pertahanan ini pada masa ini

Tetapi masih dalam kegelapan. "Soalan mengenai asas fisiologi atau molekul tingkah laku yang kami perhatikan pada mulanya adalah di luar penyiasatan kami, " jelas Jentsch. "Sekarang, persoalan penyelidikan yang menarik muncul setelah kita mendapati bukti bahawa tumbuhan mempunyai ingatan tentang peristiwa iklim yang melampau. Hanya beberapa minggu kemudian, dalam musim pertumbuhan yang sama, mereka dapat membangunkan reaksi pelindung dalam organ yang baru terbentuk.

Kami ingin menjelaskan lagi hubungan ini dari bidang penyelidikan ekologi di University of Bayreuth. "

Reaksi perlindungan tidak selalu menjadi kelebihan

Dengan cara ini, tindak balas yang diamati dalam Greens, yang boleh mengurangkan kesan kemarau yang melampau, tidak boleh dinilai sebagai sepenuhnya positif. "Peningkatan tabir suria dan prestasi fotosintesis berkurang yang kami dapat mengesan dalam kekeringan berulang, sambil membantu mereka bertahan dalam tempoh kemarau yang agak singkat, " jelas Julia Walter, yang kini meneruskan kedoktorannya di Universiti Bayreuth. "Bagaimanapun, tempoh haba dan kekeringan yang berpanjangan dan kerap yang mungkin kita hadapi akibat perubahan iklim global juga mungkin merugikan perlindungan tersebut. Secara khususnya, mereka boleh mengurangkan pertumbuhan biomas tumbuhan. "(Botani Alam Sekitar dan Eksperimen, 2011; DOI: 10.1016 / j.envexpbot.2010.10.020)

(Universiti Bayreuth, 19.05.2011 - NPO)