ZNANSTVENICI su upravo otkrili dosad nepoznat proces koji objašnjava "skrivene odluke" koje biljke donose kada ispuštaju ugljik natrag u atmosferu.
"Otkrili smo da biljke kontroliraju svoje disanje na način koji nismo očekivali. Izgleda da koriste metaboličke kanale kako bi kontrolirale koliko će ugljika iz fotosinteze zadržati za izgradnju biomase", rekao je biokemičar Harvey Millar sa Sveučilišta Western Australia.
Ako se prisjetite biologije iz srednje škole, možda ćete se sjetiti da tijekom fotosinteze biljke proizvode šećer ili saharozu. Biljka obično stvara višak saharoze, dio se pohranjuje, dio razgrađuje. To se zove ciklus limunske kiseline (ciklus trikarboksilnih kiselina, TCA).
Kritična točka gdje nastaje odluka
Kao dio ovog ciklusa saharoza, koja ima dvanaest ugljikovih atoma, razgrađuje se u glukozu sa šest ugljikovih atoma. Zatim se glukoza razgrađuje u piruvat koji ima tri ugljika. Ako se piruvat koristi za energiju, kao otpadni proizvod nastaje ugljik i u ovome trenutku zapravo biljke donose svoje "skrivene odluke".
"Piruvat je kritična točka za odluku. Možete ga upotrijebiti za energiju i osloboditi CO2 ili ga možete koristiti za stvaranje fosfolipida, biljnih ulja, aminokiselina i drugih stvari koje su vam potrebne za proizvodnju biomase" rekao je Millar.
Znanstvenici su do ovog otkrića došli tijekom analize talijinog uročnjaka (Arabidopsis thaliana), jedne od desetak vrsta biljaka iz porodice krstašica. Molekularna znanstvenica Xuyen Le sa Sveučilišta Western Australia i njeni kolege označili su piruvat s C13 (ugljikov izotop) kako bi pratili gdje putuje tijekom ciklusa limunske kiseline i otkrili su da se piruvat iz različitih izvora koristio na različite načine.
To znači da biljka zapravo može pratiti izvor piruvata i djelovati u skladu s tim, odnosno odlučiti hoće li ga osloboditi ili zadržati u druge svrhe, piše Science Alert.
"Otkrili smo da transporter na mitohondrijima usmjerava piruvat za disanje kako bi se oslobodio CO2, s tim da biljne stanice zadržavaju piruvat koji je nastao na druge načine za izgradnju biomase. U slučaju da je transporter blokiran, biljke koriste piruvat iz drugih izvora za respiraciju, odnosno disanje", rekla je Le.
Biljke krše pravila biokemije?
Ova sposobnost donošenja odluka, smatraju stručnjaci, krši uobičajena pravila biokemije, gdje procesi ne kontroliraju kamo ide proizvod.
"Metaboličko kanaliziranje krši ova pravila i pokazuje reakcije koje nalikuju odlukama i koje su zaštićene od drugih reakcija. To nije prvi metabolički kanal ikada pronađen, ali oni su relativno rijetki. Ovo je prvi dokaz da se upravlja ovim procesom tijekom disanja", rekao je Millar.
Iako su biljke odlična skladišta CO2, samo šume skladište oko 400 gigatona ugljika, one ne zadržavaju svaku molekulu CO2 koju apsorbiraju. Otprilike polovica ugljikovog dioksida koji biljke upiju ispušta se natrag u atmosferu.
Ako postoji mogućnost da pomoću ovog procesa biljke pohrane malo više ugljikovog dioksida, to bi mogao biti fascinantan način da riješimo određeni dio problema klimatskih promjena.
"Dok razmišljamo o uzgoju biljaka za budućnost, ne bismo trebali razmišljati samo o tome mogu li se one iskoristiti za hranu ili zdravlje već i mogu li dobro skladištiti ugljik", rekao je Millar.
Istraživanje naziva Metabolic evidence for distinct pyruvate pools inside plant mitochondria objavljeno je u časopisu Nature Plants.