Według naukowca z Clemson University, którego badania rzucają światło na zmiany chemiczne zachodzące w kwiatach, co pomaga im reagować na zmiany środowiskowe, nie widać tego, ale różne substancje w płatkach kwiatów tworzą „bycze oko” dla owadów zapylających. zmiany klimatu, które mogą zagrozić ich przetrwaniu.
Aby dowiedzieć się, jak pigment w płatkach widocznych tylko w widmie ultrafioletowym odgrywają integralną rolę w plastyczności rośliny; to znaczy jego zdolność do szybkiego reagowania na zmieniające się środowisko. W skład zespołu weszli również badacze Clemson Lindsay M. Finnell, Elizabeth Leonard i Nishanth Tharayil.
Czasopismo Evolution zamieściło odkrycia na okładce swojego marcowego wydania.
Naukowcy zbadali srebrzystość rosnącą na różnych wysokościach w południowo-zachodnim Kolorado, aby lepiej zrozumieć rolę różnych substancji chemicznych pochłaniających promieniowanie UV w płatkach roślin oraz sposób, w jaki te substancje chemiczne pomagają w zapylaniu, a tym samym w rozmnażaniu.
Koski wyjaśnił, że chociaż ludzie nie widzą wzorów UV na płatkach kwiatu, wiele z jego zapylaczy to potrafi.
„Zawsze fascynowało mnie to, jak [color variation of flowers] Koski powiedział, że „zainteresowałem się tym, jak postrzegamy kolor w porównaniu z tym, jak organizmy, które częściej wchodzą w interakcje z kwiatami, postrzegają kolor”.
„Owady – na przykład zapylacze – widzą w widmie ultrafioletowym” – kontynuował. „Tak więc kwiaty, które odbijają lub pochłaniają fale ultrafioletowe, dają zapylaczom postrzeganie różnych kolorów, których nie możemy zobaczyć. Byłem zafascynowany odkryciem, co te sygnały UV mogą funkcjonować w odniesieniu do zapylania. o cesze zainteresowania absorpcją promieniowania ultrafioletowego jest biochemia. Jest to cecha biochemiczna, która prowadzi do różnych percepcji absorpcji i odbicia promieniowania UV”.
Koski powiedział, że wiele roślin ma koncentrację substancji chemicznych pochłaniających promieniowanie UV u podstawy płatków kwiatu, podczas gdy końcówki płatków mają więcej substancji odbijających promieniowanie UV. Powiedział, że tworzy to ogólny efekt „byczego oka”, który kieruje owadami w poszukiwaniu pyłku.
Zespół chciał dowiedzieć się więcej o tym, jak rośliny przystosowują się do rozwoju w różnych środowiskach — w tym przypadku różnica wysokości 1000 metrów. Odkryli, że kwiaty na różnych wysokościach dostosowują się do środowiska, wytwarzając różne ilości chemikaliów blokujących lub pochłaniających promieniowanie UV.
„Na wyższych wysokościach na płatkach zawsze znajduje się więcej związków pochłaniających promieniowanie UV lub większy obszar absorpcji promieniowania UV w porównaniu z populacjami na niskich wysokościach” – powiedział Koski.
Naukowcy powiedzieli, że pokazuje to plastyczność rośliny, którą Koski zdefiniował jako to, jak różne cechy powstają w tych samych organizmach w różnych warunkach środowiskowych. Jest to kluczowy krok w zrozumieniu, w jaki sposób organizmy przystosowują się do przetrwania zmian.
„Ważne w plastyczności jest to, że kiedy myślimy o zmianach klimatycznych i globalnych zmianach, plastyczność jest jednym z mechanizmów, dzięki któremu naturalne populacje mogą naprawdę szybko reagować na zmieniające się klimaty i przetrwać w tych klimatach” – powiedział. „Uważa się, że proces ewolucji, w którym z czasem dochodzi do zmian w kodzie genetycznym, przebiega wolniej niż tylko plastyczna reakcja na zmiany środowiskowe”.
Koski powiedział, że jednym z pytań postawionych w badaniach jest to, czy plastikowe reakcje na sytuacje środowiskowe są adaptacyjne. Czy zapewniają organizmowi jakąś korzyść, czy też zmieniają sposób rozwoju danej cechy pod wpływem środowiska bez wpływu na kondycję roślin?
„Jedną z rzeczy, które stwierdzono w tym badaniu, jest to, że plastyczna zmiana pigmentacji UV przyniosła korzyści roślinom, zwłaszcza tym na dużych wysokościach, ponieważ wzrost absorpcji ultrafioletu na płatkach spowodował zwiększoną żywotność pyłku” – wyjaśnił.
Koski dodał, że badania pomogą naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób organizmy reagują na zmiany środowiskowe, a nawet przewidzieć, czy lub jak dobrze niektóre organizmy będą w stanie przetrwać gwałtowne zmiany środowiskowe, takie jak globalna zmiana klimatu. Powiedział, że badania mogą być również ważne dla rolnictwa, ponieważ niektóre z tych samych pigmentów wrażliwych na promieniowanie UV, które są stosowane w ziele srebrzystym, są również obecne w uprawach komercyjnych, takich jak gorczyca i słonecznik.
„Ciekawe jest zastanowienie się, czy czynniki abiotyczne, takie jak promieniowanie UV lub temperatura, zmieniają ekspresję tych cech, w jaki sposób wpłynie to na to, jak zapylacze postrzegają kwiaty i jak wpłynie to na przykład na plon i produkcję nasion w uprawach ”- powiedział Koski.
Badania zespołu mogą być nawet ważne dla ogrodników domowych, którzy próbują przyciągnąć do swoich roślin określone rodzaje zapylaczy.
„Myślę, że jedną rzeczą, o której ludzie myślą, jest sadzenie różnorodnych kwiatów o różnych kolorach i morfologiach, aby przyciągnąć wiele różnych rodzajów zapylaczy, takich jak ogród przyjazny zapylaczom” – powiedział Koski. „Jedną rzeczą, o której należy pomyśleć, jest to, że często nie znamy wszystkich szczegółów tego, jakie kolory są postrzegane przez zapylacze i jak to może się zmieniać wraz z porami roku. Tylko dlatego, że rzeczy mogą wyglądać bardzo podobnie do nas, w rzeczywistości mogą być bardzo zróżnicowane dla zapylaczy i mogą przyciągnąć inny zestaw zapylaczy, niż się spodziewamy”.