Σφυγμό έχουν και οι ρίζες των φυτών, και η κατανόησή του μπορεί να μας βοηθήσει σημαντικά στις καλλιέργειες και την αγροτική παραγωγή.
Σύμφωνα με επιστημονικό άρθρο που δημοσιεύεται στην έγκυρη βρετανική επιθεώρηση The Conversation, ο αέναος κύκλος της ζωής του φυτικού κόσμου βασίζεται στην ταλάντωση που εδώ και 15 χρόνια έχει εντοπιστεί από επιστήμονες στα γονίδια τα οποία βρίσκονται στις άκρες των ριζών των φυτών. Αυτά που ταλαντώνονται συγκεκριμένα είναι τα επίπεδα πρωτεϊνών των γονιδίων. Πρόκειται για τον βασικό μηχανισμό διά του οποίου μεγαλώνουν τα φυτά.
Στο άρθρο που υπογράφει ο καθηγητής του Πανεπιστημίου του Νότιγχαμ Ετιέν Φαρκό τονίζεται ότι η κατανόηση αυτής της διαδικασίας μπορεί να βοηθήσει τόσο τους αγρότες όσο και τους επιστήμονες να επιλέξουν τα πιο κατάλληλα φυτά που μπορεί να καλλιεργηθούν σε κάθε περιοχή αναλόγως του εδάφους και του κλίματος, αφού το φυτό δίνει με τον τρόπο του τη δική του απόκριση στο περιβάλλον του.
Με δεδομένες τις ακραίες καιρικές συνθήκες, όπως ξηρασίες και πλημμύρες που πλήττουν τις σοδειές ανά τον κόσμο, είναι ίσως περισσότερο από ποτέ σημαντικό να καταλάβουμε πώς μεγαλώνουν τα φυτά.
Για να το κατανοήσουμε αυτό, πρέπει να εξετάσουμε τις διαδικασίες που συμβαίνουν μέσα στα κύτταρα. Υπάρχουν πολυάριθμες χημικές αντιδράσεις και αλλαγές στη δραστηριότητα των γονιδίων που συμβαίνουν συνεχώς μέσα στα κύτταρα. Μερικές από αυτές τις αντιδράσεις συμβαίνουν ως απόκριση σε εξωτερικά σήματα, όπως αλλαγές στο φως, στη θερμοκρασία ή τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών. Ωστόσο πολλές άλλες είναι μέρος του αναπτυξιακού προγράμματος κάθε φυτού, κωδικοποιημένες στα γονίδιά του.
Μερικές από αυτές τις κυτταρικές διεργασίες έχουν τακτικές ταλαντώσεις – ορισμένες οικογένειες μορίων εμφανίζονται ρυθμικά και εξαφανίζονται κάθε λίγες ώρες. Το πιο γνωστό παράδειγμα είναι οι λεγόμενοι «κιρκάδιοι ρυθμοί», δηλαδή το εσωτερικό ρολόι σε φυτά και ζώα (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων).
Λίγο μετά την ανακάλυψη της ταλάντωσης του γονιδίου στην άκρης της ρίζας, οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι αυτός ο παλμός αφήνει ένα αόρατο σημάδι. Το ανακάλυψαν χρησιμοποιώντας φθορίζοντες δείκτες ορατούς στο μικροσκόπιο. Αυτά τα σημάδια αφήνονται σε σημεία όπου η ρίζα μπορεί να αναπτυχθεί πλάγια. Αυτό σημαίνει ότι παρέχουν τακτικές ενδείξεις που οδηγούν στο να πάρει το ριζικό σύστημα το σχήμα του.
Η αιτία του είναι άγνωστη σήμερα, αν και οι επιστήμονες έχουν αποκλείσει τις θεωρίες ότι μπορεί να οδηγείται από κιρκαδικές ταλαντώσεις. Μια φυτική ορμόνη που ονομάζεται αυξίνη φαίνεται να είναι κρίσιμη για τη διαδικασία: Ξυπνά μερικά γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, όπως αυτά που χρειάζονται για την ανάπτυξη. Ο Κάρολος Δαρβίνος υπέθεσε την ύπαρξη της αυξίνης και η χημική της δομή τελικά επιβεβαιώθηκε πριν από περίπου 100 χρόνια.
Τα γονίδια που ταλαντώνονται είναι οι «στόχοι» της αυξίνης. Οταν η αυξίνη εισέρχεται σε ένα κύτταρο, αυτά τα γονίδια-στόχοι τείνουν να γίνονται πιο ενεργά. Μερικά από αυτά τα γονίδια σχετίζονται με την ανάπτυξη, αλλά όχι όλα. Η αυξίνη ενεργοποιεί την απομάκρυνση των «κατασταλτών», δηλαδή πρωτεϊνών που μπορούν να εμποδίσουν τη δραστηριότητα στα γονίδια. Τα ζώα έχουν επίσης καταστολείς στα κύτταρά τους.
Γνωρίζουμε ότι η αυξίνη κινείται από κύτταρο σε κύτταρο μέσω ενός περίπλοκου δικτύου πρωτεϊνών μεταφορέων. Ο τρόπος με τον οποίο οι πρωτεΐνες κατευθύνονται σε μέρη των κυττάρων εξαρτάται από τα περιβάλλοντα επίπεδα της ίδιας της αυξίνης. Ο παλμός συμβαίνει στις αναπτυσσόμενες ρίζες όπου τα κύτταρα στο άκρο διαιρούνται συνεχώς ως αποτέλεσμα του κυτταρικού κύκλου.
Η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Νότιγχαμ διαπίστωσε έλλειψη κανονικότητας στην αυξίνη, στα μέρη της ρίζας όπου τα γονίδια-στόχοι της ταλαντώνονται τακτικά. Αυτό υποδηλώνει ότι η ταλάντωση του γονιδίου στην άκρη της ρίζας μπορεί να συνδέεται με την ανάπτυξη της ρίζας, αλλά δεν συμβαίνει την ίδια στιγμή που τα βλαστοκύτταρά της διαιρούνται.
Αν και αυτό το αίνιγμα παραμένει αναπάντητο, είμαστε τώρα καλύτερα ενημερωμένοι για να το λύσουμε. Η απάντηση πιθανότατα δεν βρίσκεται σε μία μόνο διαδικασία, αλλά είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης διάφορων διαδικασιών. «Γνωρίζουμε τους βασικούς παίκτες, αλλά οι κανόνες του παιχνιδιού που παίζουν δεν έχουν ακόμη ανακαλυφθεί», εξηγεί ο δρ Φαρκό στο άρθρο του.
Πηγή: The Conversation, Καθημερινή