«Είναι σαν τα φυτά να χρησιμοποιούν ένα παυσίπονο όταν πονούν, όπως και εμείς», σχολιάζει η φυτοβιολόγος Wilhelmina van de Ven από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Riverside (UCR), συμμετέχοντας σε μια νέα μελέτη που εξετάζει πιο προσεκτικά αυτόν τον συγκεκριμένο μηχανισμό αυτοάμυνας στα φυτά που ρυθμίζει την παραγωγή του ενεργού μεταβολίτη της ασπιρίνης, του σαλικυλικού οξέος.
Το σαλικυλικό οξύ έχει χρησιμοποιηθεί από τους ανθρώπους για αιώνες ως θεραπεία για τον πόνο και τη φλεγμονή. Στα φυτά, παίζει θεμελιώδη ρόλο στη σηματοδότηση, τη ρύθμιση και την άμυνα εναντίον των παθογόνων και παράγεται σε χλωροπλάστες (τα μικροσκοπικά πράσινα οργανίδια όπου πραγματοποιείται η διαδικασία της φωτοσύνθεσης), συνήθως ως απόκριση στο στρες.
Οι περιβαλλοντικές πιέσεις παράγουν δραστικά είδη οξυγόνου (Reactive Oxygen Species, ROS), όπως οξείδια, υπεροξείδια, ελεύθερες ρίζες κ.ά. σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Στην περίπτωση των φυτών, αυτές οι περιβαλλοντικές καταπονήσεις περιλαμβάνουν επιθέσεις από εχθρικά έντομα, ξηρασία και υπερβολική έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία και στη ζέστη. Και ενώ τα υψηλά επίπεδα ROS στα φυτά μπορεί να προκαλέσουν εκτός από οξειδωτικό στρες εκτεταμένες κυτταρικές βλάβες ή και νέκρωση , σε μικρότερες ποσότητες λειτουργούν ως σημαντικοί ρυθμιστικοί παράγοντες παραγωγής σημαντικών ουσιών.
Για να κατανοήσουν καλύτερα τη σύνθετη αλυσίδα αντιδράσεων που εκτελούν τα φυτά όταν βρίσκονται υπό πίεση, η Van de Ven και η ομάδα της χρησιμοποίησαν το Rockcress ή το Arabidopsis ως πρότυπο πειραματικό φυτό (ένα φυτό που έγινε πρόσφατα πρωτοσέλιδο όταν αναπτύχθηκε σε σεληνιακό έδαφος) και επικεντρώθηκαν σε ένα μόριο που ονομάζεται MEcPP (κυκλοδιφωσφορική μεθυλερυθριτόλη) που είναι ένας μεταβολίτης σηματοδότησης ειδικός για το στρες, ο οποίος συσσωρεύεται ως απόκριση σε περιβαλλοντικές διαταραχές.
Στο Arabidopsis, και πιθανότατα σε άλλα φυτά, οι περιβαλλοντικές πιέσεις πυροδοτούν την παραγωγή του MEcPP το οποίο, με τη σειρά του, ξεκινά την παραγωγή σαλικυλικού οξέος. Η παρουσία σαλικυλικού οξέος στα κύτταρα του φυτού προστατεύει τους χλωροπλάστες δρώντας ως ένα είδος αντηλιακού προστασίας από την υπερβολική έκθεση στο ηλιακό φως. Στην ουσία, είναι σαν τα φυτά να αναγνωρίζουν έναν περιβαλλοντικό κίνδυνο και να αρχίζουν να παρασκευάζουν τα δικά τους παυσίπονα για να προστατευτούν μέχρι να περάσει η απειλή.
«Σε μη θανατηφόρα επίπεδα, τα ROS λειτουργούν ως μια κλήση έκτακτης ανάγκης για δράση, ενθαρρύνοντας την παραγωγή προστατευτικών ουσιών όπως το σαλικυλικό οξύ», λέει ο γενετιστής των φυτών Jin-Zheng Wang από το UCR.
Υπάρχουν ακόμη πολλά που δεν γνωρίζουμε για το μόριο MEcPP, αλλά η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας αυτού του μηχανισμού θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να το αξιοποιήσουν για να παραγάγουν φυτά που είναι πιο ανθεκτικά στις περιβαλλοντικές καταπονήσεις στο μέλλον.
Γνωρίζουμε ότι τα φυτά, καθώς και τα ζώα, υφίστανται αυξανόμενη πίεση από ένα περιβάλλον που θερμαίνεται και δεν είναι σαφές πόσα είδη θα μπορέσουν να επιβιώσουν καθώς οι μέσες θερμοκρασίες συνεχίζουν να ανεβαίνουν.
Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, όλα τα φυτά, όπως και αυτά που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη υφίστανται στρες ως αντίδραση στην υψηλή θερμότητα, στην έντονη ηλιακή ακτινοβολία και την έλλειψη νερού και φυσικά, εάν τα φυτά αντιμετωπίζουν πρόβλημα, το ίδιο αντιμετωπίζουν και οι άνθρωποι.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Science Advances.
