Biljke nam daju kiseonik kroz fotosintezu – ovo se obično uči u školi. Međunarodni istraživački tim je sada pokazao da, posebno u rano proleće, kada se niske temperature poklapaju sa visokim svetlom, iglice četinara troše – ne proizvode – kiseonik koristeći drevni mehanizam. Rezultati su objavljeni u časopisu Nature Communications.
Fotosinteza biljaka, koja se dešava u tilakoidnim membranama unutar hloroplasta listova, oslobađa kiseonik u našu atmosferu i proizvodi ugljene hidrate. Životinje i gljive vrše suprotnu reakciju i troše kiseonik tokom disanja. Biljke takođe dišu, na primer tokom noći i u korenu, ali tokom dana lišće i iglice su prave „fabrike kiseonika“.
Tatjana Šutova, viši inženjer istraživanja na Univerzitetu Umea, bila je veoma iznenađena dok je testirala novi instrument za merenje kiseonika koji oslobađaju ove igle. Otkrila je da se uzorci zelene tilakoidne membrane od iglica bora i smrče zimi ponašaju suprotno od letnjih iglica. Na svetlosti su trošili kiseonik.
„Mislila sam da nešto nije u redu sa instrumentom i ponovila sam merenja“, rekla je Tatjana Šutova, koja radi u grupi Stefana Jansona u Naučnom centru za biljke Umea. „Rezultati su bili dosledni tokom nekoliko zima i za beli bor i za norvešku smrču.
Uzorke koje je analizirala Tatjana Šutova prikupio je Pushan Bag koji je studirao na svom doktoratu. projekat na Univerzitetu Umea kako četinari mogu ostati zeleni tokom dugih i hladnih borealnih zima.
Zbunjeni rezultatima, istraživači su krenuli da istražuju te pojave koristeći kombinaciju sofisticiranih tehnika. Zajedno sa Dmitrijem Ševelom sa Univerziteta Umea i Johanesom Mesingerom, profesorom na Univerzitetu u Upsali, koristili su specijalizovani instrument koji im je omogućio da razlikuju kiseonik koji se proizvodi i troši.
„Da bismo precizno odredili gde je kiseonik zauzet, uzeli smo pristup eliminacije da bismo isključili druge puteve koji bi potencijalno mogli da troše kiseonik i na kraju nam je ostala samo jedna opcija: potrošnja kiseonika se desila oko fotosistema I – jednog od dva glavna kompleksa fotosinteze. —i uključivao je posebnu vrstu proteina zvanu Flavodiiron proteini“, objasnio je Pushan Bag, sada dugogodišnji saradnik Human Frontiers na Univerzitetu u Oksfordu.
Tim su takođe uključivali Sanchali Nanda i Jenna Lihavainen sa univerziteta Umea i Alekander Ivanov sa Univerziteta Zapadni Ontario, London, Kanada.
Flavodiiron proteine koriste alge i cijanobakterije da zaštite svoj fotosintetski aparat od oštećenja viškom svetlosti. Cvetne biljke su ih izgubile tokom svoje evolucije, ali četinari ne, a ova studija sugeriše da one doprinose fotozaštiti i kod četinara.
U prethodnoj studiji koju su istraživači objavili pre tri godine u istom časopisu identifikovali su još jedan mehanizam – neku vrstu prečice između fotosistema II i I koju koriste četinari da zaštite svoj fotosintetički aparat.
„Postoje zanimljive paralele između ove dve studije“, kaže Stefan Janson, profesor za biljne ćelije – i molekularnu biologiju na Univerzitetu Umea koji je vodio projekat. „U oba slučaja, četinari su zadržali proces koji je prisutan u nižim biljkama, ali su cvetnice izgubile ili ne koriste u istoj meri. Čini se da su četinari usvojili strategiju ‘bolje sigurno nego žaliti’, koja može biti manje efikasna. pod optimalnim uslovima, ali ih čini konkurentnijim u oštroj klimi.“
