Растительные часы могут стать ключом к производству большего количества пищи
Исследование под руководством Университета Мельбурна установило, как растения используют свой метаболизм для определения времени и понимания, когда расти. Это открытие может помочь в выращивании сельскохозяйственных культур в различных условиях, включая разные сезоны, широты или даже искусственные среды и вертикальные фермы.
Опубликованное в журнале PNAS исследование под названием "Superoxide is promoted by sucrose and affects amplitude of circadian rhythms in the evening" подробно описывает, как растения используют свой метаболизм, чтобы чувствовать время на закате и помогать сохранять энергию, произведенную от солнечного света в течение дня.
Ведущий исследователь доктор Майк Хейдон из Школы биологических наук отметил, что хотя растения не спят, как люди, их метаболизм регулируется ночью для сохранения энергии на предстоящий большой день создания собственной пищи с использованием энергии солнечного света (фотосинтеза).
«Очень важно правильно определить время этого ежедневного цикла метаболизма, потому что ошибка пагубна для роста и выживания», — сказал доктор Хейдон. «Растения не могут пойти к холодильнику посреди ночи, если они проголодаются, поэтому они должны предсказать длину ночи, чтобы энергии хватило до рассвета; это похоже на установку будильника».
Доктор Хейдон и его коллеги ранее показали, что накопление сахаров, произведенных в результате фотосинтеза, дает растению важную информацию об объеме выработанного утром сахара и посылает сигналы так называемым циркадным часам, чтобы скорректировать их темп.
«Теперь мы обнаружили, что другой метаболический сигнал, называемый супероксидом, действует в сумерках и изменяет активность генов циркадных часов вечером», — сказал доктор Хейдон. «Мы также обнаружили, что этот сигнал влияет на рост растений. Мы считаем, что этот сигнал может предоставлять растению информацию о метаболической активности на закате».
Исследователи надеются, что это исследование окажется бесценным для производства большего количества пищи в мире более надежным способом.
«Поскольку мы стремимся производить больше пищи для растущего населения мира в условиях меняющегося климата, нам, возможно, придется выращивать сельскохозяйственные культуры в разных условиях, таких как разные сезоны, разные широты или даже в искусственных средах, таких как вертикальные фермы», — сказал доктор Хейдон. «Понимание того, как растения оптимизируют ритмы метаболизма, может быть полезной информацией, позволяющей нам точно настроить их циркадные часы в соответствии с этими условиями и максимизировать будущие урожаи».