Zwierzęta potrafią szybko przystosować się, aby przetrwać niekorzystne warunki środowiskowe. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że rośliny też to potrafią. Artykuł opublikowany w czasopiśmie Trendy w nauce roślin z 17 listopada szczegółowo opisuje, w jaki sposób rośliny szybko przystosowują się do niekorzystnych skutków zmian klimatu i jak przekazują te adaptacje swojemu potomstwu.
„Pewnego dnia pomyślałem, jak styl życia i doświadczenia danej osoby mogą wpływać na jej gamety, przenosząc molekularne ślady życia na ich dzieci” — mówi Federico Martinelli, genetyk roślin na Uniwersytecie we Florencji. „Od razu pomyślałem, że jeszcze bardziej ślady epigenetyczne należy przesłać w Roślinyponieważ rośliny są organizmami siedzącymi, które w ciągu swojego życia są poddawane znacznie większym stresom środowiskowym niż zwierzęta”.
Rośliny są narażone na więcej stresorów środowiskowych niż kiedykolwiek. Na przykład, zmiany klimatyczne sprawia, że zimy są krótsze i mniej dotkliwe w wielu miejscach, a rośliny reagują. „Wiele roślin wymaga minimalnego okresu chłodu, aby ustawić swój zegar środowiskowy i określić czas kwitnienia” – mówi Martinelli. „W miarę skracania się zimnych pór roku rośliny przystosowały się do krótszego okresu zimna, aby opóźnić kwitnienie. Mechanizmy te pozwalają roślinom unikać kwitnienia w okresach, w których mają mniejsze szanse na rozmnażanie się”.
Bo rośliny nie mają sieci neuronowe, ich pamięć jest całkowicie oparta na sieciach komórkowych, molekularnych i biochemicznych. Sieci te składają się na to, co naukowcy nazywają pamięcią somatyczną. „Mechanizmy te pozwalają roślinom rozpoznać wystąpienie wcześniejszego stanu środowiskowego i szybciej zareagować w obecności tego samego warunku”, mówi Martinelli.
Te wspomnienia somatyczne można następnie przekazać potomstwu roślin za pomocą epigenetyki. „Podkreśliliśmy kluczowe geny, białka i małe oligonukleotydy, które, jak wykazały wcześniejsze badania, odgrywają kluczową rolę w zapamiętywaniu stresów abiotycznych, takich jak susza, zasolenie, zimno, ciepło oraz metale ciężkie i ataki patogenów” – mówi Martinelli.
„W tej recenzowanej opinii przedstawiamy kilka przykładów, które pokazują istnienie mechanizmów molekularnych modulujących pamięć roślin stresy środowiskowe i wpływając na przystosowanie potomstwa do tych stresów”.
Idąc dalej, Martinelli i jego współpracownicy mają nadzieję dowiedzieć się jeszcze więcej o przekazywanych genach. „Jesteśmy szczególnie zainteresowani rozszyfrowaniem alfabetu epigenetycznego leżącego u podstaw wszystkich modyfikacji materiału genetycznego spowodowanych przez środowisko, bez zmian w sekwencji DNA” – mówi.
„Jest to szczególnie ważne, gdy weźmiemy pod uwagę szybkie zmiany klimatyczne, które obserwujemy dzisiaj żyjący organizm, w tym rośliny, muszą się szybko przystosować, aby przetrwać”.