Letzte Woche, veröffentlichte die University of North Carolina in Chapel Hill die Ergebnisse einer neuen Studie, in der untersucht wurde, wie Pflanzen auf eine der am stärksten schwankenden, fließende natürliche Elemente, mit denen sie zu kämpfen haben:Schatten und Licht. Es ist, sagen die Forscher, die erste Studie, um einen Mechanismus herauszufinden, wie Pflanzen überleben und gedeihen können, wenn Schatten ihr Sonnenlicht blockieren.

Die meisten Pflanzen – wir kommen gleich zu den Ausnahmen – wachsen nicht in Umgebungen, in denen sie ein einfaches „ganz Sonne während des Tages, alle dunkel in der Nacht“-Setup. Stattdessen, die Bewegungen anderer Pflanzen oder Tiere über dem Kopf blockieren routinemäßig die Sonne, Schatten verursachen. Dies kann ein großes Problem sein.

Pflanzen haben die Fähigkeit, ihre Photosyntheserate zu erhöhen und zu verringern. aber es ist kein besonders schneller Übergang. Und das schafft ein Problem:Wenn diese Dunkelheit nur vorübergehend ist, und das Sonnenlicht bricht bald durch, diese Pflanze wird ihre Photosyntheseeffizienz nur langsam wieder auf ein normales Niveau senken. Nutzt eine Pflanze ihre angekurbelte Photosynthese bei offenem Sonnenlicht zu lange, es wird verbrennen. Es ist so, als würde jemand Sonnencreme entfernen, wenn es bewölkt ist – wenn die Sonne wieder herauskommt, diese Person wird völlig ungeschützt sein (wir wissen, dass es eine unvollkommene Analogie ist, aber du verstehst das Wesentliche).

Diese Studie entdeckte die Methode, mit der Pflanzen feststellen, ob die Dunkelheit naht oder nur ein vorübergehender Schatten. Pflanzen können nicht wirklich sehen, selbstverständlich, Daher verwenden sie ein Protein namens RGS1, um Veränderungen im Licht zu erkennen und seine Photosyntheseeffizienz auf ein geeignetes Niveau einzustellen. Ohne dieses Protein die Pflanzen können mit Veränderungen nicht umgehen:Das Team verwendete Pflanzen, die gentechnisch verändert wurden, um RGS1 zu ermangeln. und in schattigen Zeiten gingen diese Pflanzen durcheinander, schließlich zu viel Sonnenlicht und Brennen.

Weil die Forscher das verantwortliche Protein herausgefunden haben, Sie könnten die Pflanzen auch zeitlich festlegen, um genau zu sehen, wie lange eine Pflanze braucht, um sich anzupassen. Was sie herausfanden, ist ziemlich beeindruckend:Die getesteten Pflanzen hatten ein festes Vier-Minuten-Fenster. Wenn die Dunkelheit länger als vier Minuten blieb, die Pflanzen würden annehmen, dass die Dunkelheit zumindest für eine Weile anhält, und kurbeln ihre Photosynthese an. Weniger als vier Minuten? Keine Änderung.

Eine Ausnahme:Gräser.

Die Pflanzen der Gräserfamilie, Dazu gehören weit verbreitete Pflanzen wie Mais, Weizen, und Reis, habe überhaupt kein RGS1. Das liegt daran, dass Grasland normalerweise keine größeren Pflanzen oder Bäume hat, die Schatten werfen könnten. So arbeiten sie den ganzen Tag über auf einem konstanten Niveau der Photosynthese.

Diese Entdeckung könnte erhebliche Bedeutung für die Landwirtschaft haben. Das Verständnis der Funktionsweise dieses Proteins könnte der Schlüssel zur Manipulation der Photosyntheseeffizienz einer Pflanze sein. was den Ertrag steigern oder es Pflanzen sogar ermöglichen könnte, in Klimazonen zu überleben, die sie normalerweise nicht würden.