Ez a szobanövény akár 45 napig is elvan víz nélkül! | National Geographic

Magyar szakértők alaposan tanulmányozták a lándzsadísz egyedi tulajdonságait és különleges képességeit.

Az ELTE és a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont kutatói egy friss tanulmányban felfedték, hogy a lándzsadísz, egy népszerű dísznövény, levelei különleges vízraktározó sejtrétegeik révén akár 45 napig is képesek hatékonyan tárolni a vizet - áll a közleményben. Ennek a jellegzetességnek köszönhetően a növény megőrzi fotoszintetikus aktivitását és zöld színtestjeinek integritását. Ezek a folyamatok kulcsszerepet játszhatnak a szárazsághoz jobban alkalmazkodó haszonnövények nemesítési munkálataiban, ami új lehetőségeket nyithat meg a mezőgazdaság számára.

A vízhiány köztudottan negatívan hat a növényekre, ugyanis befolyásolja anyagcseréjüket. Éppen ezért a szárazságok, amelyek a klímaváltozás miatt egyre nagyobb veszélyt jelentenek, komoly károkat okoznak a mezőgazdaságnak.

A lándzsadísz (Ctenanthe setosa) egy dél-amerikai származású növény, amelyet gyakran találunk szobanövényként, valamint zöldfalak és trópusi stílusú épületek belső terében díszítőelemként. Ezeket a gyönyörű növényeket az ELTE Füvészkertjének gyűjteményéből szereztük be.

Mivel akár 45 vagy 60 napig is képesek elboldogulni víz nélkül, tökéletes választás azoknak, akik hajlamosak megfeledkezni az öntözésről.

- mondta Richard Hembrom, a csapat indiai származású tagja, aki éppen doktori tanulmányait végzi az ELTE-n.

Hembrom kutatása a szárazságstressz növényi színtestekre gyakorolt hatását célozta meg. Az eredmények azt mutatták, hogy a párologtatás következtében bekövetkező vízveszteség csökkentése érdekében a levelek teljesen bepöndörödtek. Habár a levelek víztartalma folyamatosan csökkent, a zöld színtestek működése és felépítése szinte érintetlen maradt.

A levelek színének és fonáki oldalának vizsgálata során felfedezhetjük, hogy a bőrszövet alatt egy különleges sejtréteg található, amely valószínűleg a víz tárolásában játszik kulcsszerepet. Ezen kívül a levelek fonákának lilás árnyalata az antocián nevű pigment jelenlétének köszönhető, amely valószínűleg hozzájárul a bepöndörödött, stresszelt levelek fényvédelméhez.

A színtestek szerkezetének elemzése különösen nehézkessé válik szárazságstressz alatt, mivel az elektronmikroszkópos vizsgálatok előtt a legtöbb mintát bonyolult előkészítési folyamatnak kell alávetni, amely gyakran vizes vagy más oldószereket is tartalmaz. A kutatás sikerét végül a növénybiológusok és az anyagvizsgálatok terén jártas, kisszögű neutronszórás mérésekkel foglalkozó fizikusok együttműködése tette lehetővé.

A növény leveleinek neutronokkal való vizsgálata során a neutronok szóródási mintázata lehetővé tette, hogy pontosan meghatározzuk a fotoszintézisért felelős tilakoidmembránok, vagyis a gránumok szerkezetét. Ezek a gránumok több rétegben elhelyezkedő tilakoidokból állnak, amelyek rácsszerűen ismétlődnek. A szóródási adatok elemzésével sikerült megállapítani a membránok jellemző rácsállandóját, más néven ismétlődési távolságát, amely a gránumokban található alapegységek méretét tükrözi. A kontroll csoportban mért 20 nm-es érték a kiszáradt növények esetében 19 nm-re csökkent – számolt be Ünnep Renáta, a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont munkatársa a kutatás főbb eredményeiről.

Hasonló csökkenést észleltek a hagyományos mintaelőkészítést követően vizsgált elektronmikroszkópos képeken is. Mindkét vizsgálat rámutatott, hogy a növények gránumainak szerkezete nagymértékben változik.

Ünnepeljük Renáta és Nagy Gergely, az amerikai Oak Ridge National Laboratory munkatársának lenyűgöző eredményeit! A szakemberek eddig már számos növény- és algaszíntestet vizsgáltak kisszögű neutronszórás mérésekkel, és a Solymosi Katalin által az ELTE Növényszervezettani Tanszékén működő, színtestekkel foglalkozó kutatócsoporttal is számos sikeres együttműködést folytattak. Most azonban egy különleges mérföldkőhöz érkeztek: ez az első alkalom, amikor érintetlen, gyökérrel és cserépben nevelt növények színtestjeinek szerkezetét vizsgálják e forradalmi módszer segítségével.

Folyamatban vannak olyan további kutatások, melyek révén jobban megérthetik, hogy az érintett faj milyen további szabályozási mechanizmusoknak köszönhetően képes 45 nap vízhiány alatt is gyakorlatilag változatlanul megőrizni a fotoszintetikus apparátusának szerkezetét és működését. Ezeknek az alapvető szerkezeti és működési folyamatoknak a megértése hosszú távon hozzájárulhat a szárazsághoz jobban alkalmazkodó haszonnövények nemesítéséhez.