یک واقعیت در مورد گیاهان که اکثر مردم احتمالا از مدرسه به یاد می آورند این است که از غذای خورشید استفاده می کنند. این روند، فتوسنتز، به این معنی است که گیاهان وابسته به نور خورشید هستند. اما به عنوان کسی که فراموش کرده است که در طول ساعات روز در ساحل خورشید قرار دهد، می داند که خورشید نیز می تواند آسیب ببیند. پس چگونه گیاهان نور مورد نیاز خود را در حالی که اجتناب از آسیب از اشعه ماوراء بنفش (UV) خورشید جذب می کند؟ پاسخ کوتاه با ایجاد کرم ضد آفتاب خود است. و تحقیق جدید به ما کمک می کند که دقیقا چگونه این روند کار می کند.

ما می دانیم بیش از حد UV می تواند به سلامت انسان آسیب برساند. در کوتاه مدت، UV بیش از حد - به ویژه کوتاه ترین طول موج در نور خورشید، به نام UVB - باعث آفتاب سوختگی می شود. آسیب پوستی مجدد به علت تابش UVB در طول چند دهه می تواند منجر به افزایش خطر ابتلا به سرطان پوست. البته افراد مختلف می توانند مقادیر مختلف UV را تحمل کنند. افرادی که دارای پوست های عمیقا رنگدانه (تیره تر) هستند، همیشه محافظت می شوند، چه در خورشید و چه در خورشید. بعضی دیگر نیاز به قرار گرفتن در معرض نور خورشید برای ایجاد رنگدانه های محافظ پوست با ایجاد یک خورشید خورشید دارند. و بعضی افراد به سختی در خورشید قرار می گیرند، آنها را بسیار آسیب پذیر می کنند تا آفتاب سوختگی و سایر آسیب های UV.

البته ما هم همه می توانیم از خورشید اجتناب کنیم، کلاه یا کلاه خورشید را استفاده کنیم. اما درباره گیاهان چیست؟ آنها باید در خورشید بمانند. آیا گیاه معادل آفتاب سوختگی یا رنگدانه های محافظتی که در پوست ما وجود دارد، وجود دارد؟

دانشمندان گیاهان واقعا در مورد این سوالات در هنگام حذف ازن استراتوسفر - سوراخ در لایه اوزون - تهدید به اجازه UVB بیشتر برای رسیدن به سطح زمین. تحقیقات در 1980 ها و 1990 ها نشان می دهد که سطح بالای UVB که از تخریب اوزون حاصل می شود می تواند مستقیما به فتوسنتز آسیب می رساند. اثرات دیگر UV بالا همچنین می تواند رشد و عملکرد محصول را کاهش دهد.

اما همان تحقیق نشان داد که گیاهان به خوبی از اثرات بدتر از سطح UVB که اکنون تجربه می کنند محافظت می شود. این حفاظت از مجموعه ای از مواد شیمیایی گیاهی طبیعی، عمدتا فنولیک است. این ترکیبات فنلی به عنوان کرم های ضد آفتاب طبیعی عمل کنید، به شدت جذب UV، اما نه طول موج مورد نیاز برای فتوسنتز.

همانند رنگدانه های پوست انسان، مقدار این کرم های ضد آفتاب طبیعی بین گیاهان متفاوت است. بعضی از گیاهان، به طور معمول کسانی که از مناطق گرمسیری یا کوههای بلند بالا می آیند، همیشه در معرض سطح بالای حفاظت هستند. دیگران تنها در معرض سطوح بالاتر از UVB قرار می گیرند که برابر با پوست در انسان است.

این مسئله منجر به سوال دیگری می شود. اگر گیاهان کرم های ضد آفتاب خود را براساس مواجهه با اشعه ماوراء بنفش تولید می کنند، چگونه می توانند آن را تشخیص دهند؟ و چگونه گیاهان UVB را تشخیص می دهند؟

این تنها در دهه گذشته یا به همین علت است که دانشمندان گیاهان آن را نشان داده اند گیاهان UVB را تشخیص می دهند به طور خاص با استفاده از یک پروتئین شناخته شده به عنوان UVR8 (کوتاه برای مقاومت در برابر UV locus 8). گیاهانی که UVR8 ندارند نمی توانند کرم های ضد آفتاب را ایجاد کنند و به واسطه حضور UV در نور خورشید تابستان به شدت آسیب می رسانند.

محققان همچنان به طور فعالانه به بررسی مکانیزم های اساسی که UVR8 کنترل پاسخ گیاه به UVB می دهد، است. ما برای مدتی شناخته شده هستیم UVR8 UVB را جذب می کند، باعث تغییراتی می شود که در نهایت پروتئین UVR8 را در هسته سلول های گیاهی تجمع می دهد. این یک گام ضروری در زنجیره ای از پاسخ ها است که اجازه می دهد گیاهان خود را در برابر آسیب UVB محافظت کنند.

تحقیقات جدید از دانشگاه ژنو نشان داد که واکنشهای UVB به تعاملات بین UVR8 و پروتئین دیگری به نام COP1 بستگی دارد (1 فومورفوژنیک). این پروتئین با سایر مولکول های مختلف (HY5، SPA و RUP) در سلول های گیاهی ارتباط برقرار می کند تا سیگنال کنترل ساخت فنول های ضد آفتاب را در پاسخ به UVB ارسال کند.

محصولات پایدار بیشتر

این ممکن است مانند یک سوپ الفبای اختصارات به نظر برسد، اما سیستم سیگنالینگ آن نشان دهنده تاثیر همه ما از طریق نقش آن در گیاهان تولید شده توسط مزارع به عنوان محصولات می باشد. ما اکنون می دانیم که گیاهان از UVB به عنوان یک سیگنال برای تغییر شیمی خود به شیوه ای استفاده می کنند که بیشتر از حفاظت اشعه UV محافظت می کند.

قرار گرفتن در معرض UV باعث تغییرات بیوشیمیایی می شود افزایش مقاومت حمله به آفات و بیماری UVB در نور خورشید، رنگ، طعم و عطر میوه ها، سبزیجات و گل ها را بهبود می بخشد. قرار گرفتن در معرض UVB نیز سطوح مواد شیمیایی گیاهی را افزایش می دهد که فکر می کنند در رژیم غذایی ارزشمند هستند.

تحقیقات جدید به فهم در حال افزایش ما می افزاید که UVB در نور خورشید نباید فقط از نظر آسیب دیده باشد. تا زمانی که ما حفاظت از لایه اوزون را حفظ کنیم، اثرات UVB تنها بخشی از واکنش طبیعی گیاهان به محیط آنهاست. و بیشتر ما این پاسخ ها را درک می کنیم، بیشتر ما می توانیم از آن دانش برای تولید استفاده کنیم محصولات پایدار بیشتر، بهبود کیفیت آنها و کاهش استفاده از آفت کش ها.

درباره نویسنده

نیجل پل، استاد علوم گیاه، دانشگاه لنکستر

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون