«Ζούμε σε έναν πλανήτη που περιστρέφεται και αυτό έχει τεράστιο αντίκτυπο στη βιολογία μας - και στη βιολογία των φυτών».
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα φυτά, όπως και οι άνθρωποι, έχουν ένα «εσωτερικό ρολόι», δηλαδή είναι σε θέση να αντιλαμβάνονται την ώρα.
Τι σημαίνει όμως αυτό και θα μπορούσε να βελτιώσει μια τέτοια γνώση τη γεωργία; Τα φυτά διαθέτουν κύτταρα γνωστά ως γονίδια κιρκάδιου ρολογιού, που τους επιτρέπουν να μετρούν τους ημερήσιους και εποχιακούς ρυθμούς. Η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να οδηγήσει στην αναπαραγωγή καλλιεργειών με υψηλότερες αποδόσεις και πιο βιώσιμη γεωργία.
«Ανακαλύψαμε ότι τα φυτά αναπτύσσονται πολύ καλύτερα όταν το εσωτερικό τους ρολόι ταιριάζει με το περιβάλλον στο οποίο αναπτύσσονται», λέει ο καθηγητής Alex Webb, πρόεδρος του τμήματος Κυτταρολογίας στο Τμήμα Φυτικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ και κύριος συγγραφέας της έκθεσης που δημοσιεύτηκε τον Απρίλη του 2021.
Πώς μπορούν τα φυτά να καταλάβουν την ώρα;
«Ζούμε σε έναν πλανήτη που περιστρέφεται και αυτό έχει τεράστιο αντίκτυπο στη βιολογία μας – και στη βιολογία των φυτών», εξηγεί ο καθηγητής Webb. Στη μελέτη, οι επιστήμονες του Κέιμπριτζ βασίστηκαν στις παρατηρήσεις τους από ένα μικρό ανθοφόρο φυτό, το arabidopsis thaliana.
Διαπίστωσαν ότι η ρυθμική παροχή φωτός που συναντάμε στον ημερήσιο και νυχτερινό κύκλο οδηγεί στην εξέλιξη των κιρκαδιανών ρολογιών. Αυτά τα ρολόγια ρυθμίζουν το μεγαλύτερο μέρος της φυσιολογίας των φυτών, τη φωτοσύνθεση, το μεταβολισμό και την ανάπτυξη. Είναι αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «χρονοκαλλιέργεια».
«Οι αντιδράσεις των φυτών στα παράσιτα βελτιστοποιούνται – είναι πιο ανθεκτικά στα παράσιτα την ώρα της ημέρας που τα παράσιτα είναι ενεργά», προσθέτει ο Webb. «Έτσι, ένα απλό φως στο φορτηγό-ψυγείο που ανάβει και σβήνει για να μιμηθεί τον κύκλο ημέρας/νύχτας θα χρησιμοποιούσε το εσωτερικό ρολόι των φυτών για να βοηθήσει στη βελτίωση της αποθήκευσης και τη μείωση των αποβλήτων».
Πόσο χρήσιμο θα μπορούσε να αποδειχθεί αυτό για τη γεωργία;
Τα γονίδια που ελέγχουν τους κιρκάδιους ρυθμούς σε όλες τις μεγάλες καλλιέργειες είναι παρόμοια και έχουν πολλά πλεονεκτήματα. Το κιρκάδιο σύστημα μπορεί να συμβάλει στη ρύθμιση της ανθοφορίας, της βιομάζας, της φωτοσύνθεσης, της χρήσης του νερού, των αποκρίσεων σε θερμοκρασιακές καταπονήσεις και της άμυνας έναντι παθογόνων, που αποτελούν σημαντικά στοιχεία της απόδοσης των φυτικών καλλιεργειών.
«Γνωρίζουμε από εργαστηριακά πειράματα ότι το πότισμα των φυτών ή η χρήση φυτοφαρμάκων μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική σε ορισμένες ώρες της ημέρας, πράγμα που σημαίνει ότι οι αγρότες θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν λιγότερους από αυτούς τους πόρους. Πρόκειται για μια απλή νίκη που θα μπορούσε να εξοικονομήσει χρήματα και να συμβάλει στη βιωσιμότητα», σημειώνει ο Webb. «Η αποδοτικότερη χρήση του νερού είναι ένας σημαντικός στόχος βιωσιμότητας για τη γεωργία», προσθέτει.
«Η μελέτη διαπίστωσε ότι με τη γνώση του εσωτερικού ρολογιού των φυτών και τη δυνατότητα αλλαγής του μέσω γενετικής τροποποίησης, οι κύκλοι φωτισμού και θέρμανσης θα μπορούσαν να προσαρμοστούν στο φυτό για «εξαιρετικά αποδοτική ανάπτυξη».
Στην κάθετη γεωργία, η χρονοκαλλιέργεια θα μπορούσε να έχει ουσιαστικά τον απόλυτο έλεγχο της καλλιέργειας. Θα μπορούσαμε να αναπαράγουμε συγκεκριμένα καλλιεργούμενα φυτά με εσωτερικά ρολόγια κατάλληλα για καλλιέργεια σε εσωτερικούς χώρους και να βελτιστοποιήσουμε τους κύκλους φωτός και θερμοκρασίας γι’ αυτά, όπως δηλώνει ο καθηγητής Webb.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η γνώση των εσωτερικών ρολογιών των φυτών θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στη μείωση των ζημιών από παράσιτα και παρέχει μια ευκαιρία για τη χρονοκαλλιέργεια να καταστήσει την παραγωγή τροφίμων πιο βιώσιμη.
Η μελέτη των φυτών παρουσιάζει επίσης μια παρόμοια ιδέα η οποία θα μπορούσε να εφαρμοστεί στην ανθρώπινη ιατρική: τη «χρονοϊατρική». Αυτό θα σήμαινε ότι τα φάρμακα είναι πιο αποτελεσματικά όταν λαμβάνονται σε μια συγκεκριμένη ώρα της ημέρας.
Πηγή: www.euronews.com/green/2021/06/02/thyme-after-thyme-did-you-know-plants-have-their-own-internal-clock