Kwa nini Mimea haipatikani?

Ukweli mmoja juu ya mimea ambayo watu wengi labda wanakumbuka kutoka shuleni ni kwamba wanatumia mwangaza wa jua kutengeneza chakula chao wenyewe. Mchakato huo, photosynthesis, inamaanisha kuwa mimea inategemea jua. Lakini kama mtu yeyote ambaye amesahau kuweka jua wakati wa siku zao kwenye pwani anajua, jua pia linaweza kuwa mbaya. Kwa hivyo mimea inachukuaje nuru inayohitaji wakati ikiepuka uharibifu kutoka kwa miale ya jua ya UV? Jibu fupi ni kwa kujitengenezea jua. Na utafiti mpya unatusaidia kuelewa jinsi mchakato huo unavyofanya kazi.

Tunajua UV nyingi zinaweza kuharibu afya ya binadamu. Kwa muda mfupi, UV ya ziada - haswa mawimbi mafupi zaidi kwenye jua, inayojulikana kama UVB - husababisha kuchomwa na jua. Uharibifu wa ngozi unaorudiwa kwa sababu ya mfiduo wa UVB kwa miongo kadhaa inaweza kusababisha kuongezeka kwa hatari ya saratani ya ngozi. Kwa kweli, watu tofauti wanaweza kuvumilia kiwango tofauti cha UV. Watu wenye ngozi yenye rangi nyeusi (nyeusi) wanalindwa vizuri kila wakati, iwe nje kwenye jua au la. Wengine wanahitaji jua kali ili kushawishi rangi za ngozi za kinga kwa kukuza ngozi ya jua. Na watu wengine hukata tan kabisa, na kuwaacha katika hatari ya kuchomwa na jua na uharibifu mwingine wa UV.

Kwa kweli tunaweza pia kuchagua kuzuia jua, kuvaa kofia au kutumia suncream. Lakini vipi kuhusu mimea? Wanapaswa kukaa jua. Je! Kuna mmea sawa na kuchomwa na jua au kwa rangi ya kinga tuliyonayo kwenye ngozi yetu?

Wanasayansi wa mimea kweli walianza kufikiria juu ya maswali hayo wakati kupungua kwa ozoni ya stratospheric - the shimo kwenye safu ya ozoni - ilitishia kuruhusu UVB zaidi kufikia uso wa Dunia. Utafiti nyuma katika miaka ya 1980 na 1990 ulionyesha kuwa viwango vya juu vya UVB ambavyo vitatokana na kupungua kwa ozoni vinaweza uharibifu wa moja kwa moja wa photosynthesis. Madhara mengine ya UV ya juu pia inaweza kupunguza ukuaji na mavuno ya mazao.

Lakini utafiti huo huo ulionyesha kuwa mimea imehifadhiwa vizuri kutokana na athari mbaya za viwango vya UVB tunavyopata sasa. Ulinzi huu unatoka kwa kemikali ya mimea ya asili, haswa phenolics. Misombo hii ya phenolic kutenda kama jua za asili, inachukua UV sana lakini sio urefu wa urefu unaohitajika kwa usanisinuru.


innerself subscribe mchoro


Kama tu na rangi ya ngozi ya binadamu, kiwango cha jua hizi za asili hutofautiana kati ya mimea. Mimea mingine, kawaida ambayo hutoka kwenye nchi za hari au kutoka milima ya urefu wa juu, ina viwango vya juu vya ulinzi kila wakati. Wengine huzalisha jua za jua tu wakati wa wazi kwa viwango vya juu vya UVB, sawa na ngozi ya ngozi kwa wanadamu.

Hiyo inasababisha swali lingine. Ikiwa mimea hutengeneza skrini zao za jua kulingana na mfiduo wao na UV, wanagunduaje mfiduo huo? Na mimea hugunduaje UVB?

Imekuwa tu katika miaka kumi iliyopita au hivyo wanasayansi wa mimea wameonyesha hiyo mimea hugundua UVB kwa kutumia protini inayojulikana kama UVR8 (fupi kwa eneo la upinzani la UV 8). Mimea ambayo haina UVR8 haiwezi kushawishi kinga za jua za kinga na zinaharibiwa sana na UV iliyopo kwenye jua la jua.

Watafiti bado wanachunguza kikamilifu mifumo ya kimsingi ambayo UVR8 inadhibiti majibu ya mmea kwa UVB. Tumejua kwa muda fulani kuwa UVR8 inachukua UVB, kusababisha mabadiliko ambayo mwishowe inaruhusu protini ya UVR8 kujilimbikiza kwenye viini vya seli za mmea. Hii ni hatua ya lazima katika mlolongo wa majibu ambayo inaruhusu mimea kujikinga dhidi ya uharibifu wa UVB.

utafiti mpya kutoka Chuo Kikuu cha Geneva ilionyesha kuwa majibu ya UVB yanategemea mwingiliano kati ya UVR8 na protini nyingine inayoitwa COP1 (picha ya 1 ya picha). Protini hii inaingiliana na molekuli zingine anuwai (HY5, SPA na RUP) kwenye seli za mmea ili kutuma ishara inayodhibiti ujengaji wa phenolics za kuzuia jua.

Mazao endelevu zaidi

Hii inaweza kuonekana kama supu ya alfabeti ya vifupisho lakini mfumo wa kuashiria unaowakilisha unatuathiri sisi sote kupitia jukumu lake katika mimea inayozalishwa na mashamba kama mazao. Sasa tunajua kuwa mimea hutumia UVB kama ishara ya kubadilisha kemia yao kwa njia ambazo zinaathiri zaidi kuliko ulinzi wao wa UV.

Mfiduo wa UV hutoa mabadiliko ya biochemical ambayo yanaweza ongeza upinzani kushambulia wadudu na magonjwa. UVB katika jua inaboresha rangi, ladha na harufu ya matunda, mboga na maua. Mfiduo wa UVB pia huongeza viwango vya kemikali za mmea ambayo hufikiriwa kuwa ya thamani katika lishe ya mwanadamu.

Utafiti mpya unaongeza ufahamu wetu unaozidi kuwa UVB kwenye mwangaza wa jua haifai kuonekana kwa uharibifu tu. Kwa muda mrefu tunapoendelea kulinda safu ya ozoni, athari za UVB itakuwa sehemu moja tu ya majibu ya kawaida ya mimea kwa mazingira yao. Na kadri tunavyoelewa majibu haya, ndivyo tunavyoweza kutumia maarifa hayo kutoa mazao endelevu zaidi, kuboresha ubora wao na kupunguza matumizi ya dawa za wadudu.

Kuhusu Mwandishi

Nigel Paul, Profesa wa Sayansi ya mimea, Chuo Kikuu cha Lancaster

Makala hii ilichapishwa awali Mazungumzo. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon