Hulumtimi i Quinoas shpon teorinë 100-vjeçare të “balonave të ujit” të vegjël

Quinoa dhe shumë bimë të tjera jashtëzakonisht elastike janë të mbuluara me “fshikëza” të çuditshme si tullumbace, që për 127 vjet besohej se ishin përgjegjëse për mbrojtjen e tyre nga thatësira dhe kripa.

Rezultatet e hulumtimit nga Universiteti i Kopenhagës tregojnë se kjo nuk është kështu. Këto të ashtuquajtura qeliza të fshikëzës kryejnë një funksion krejtësisht të ndryshëm por të rëndësishëm. Gjetja e bën të mundshme që bimët më elastike të quinoas tani do të jenë në gjendje të rriten, gjë që mund të çojë në kultivimin shumë më të gjerë të kësaj kulture të qëndrueshme në mbarë botën. Gjetjet janë publikuar në revistën Current Biology .

Duke parë përmes një mikroskopi, ai i ngjan një tullumbace uji. Ose një copë arti xhami. Por është vetëm një e ashtuquajtur qelizë e fshikëzës. Nëse do të pyesnit veten se për çfarë shërbente, nuk do të ishit i pari. Për 127 vjet, edhe mendjet më të ndritura në biologjinë e bimëve besonin se fshikëzat e mbushura me lëngje që mbulonin gjethet, lulet e grumbulluara dhe kërcellet e një sërë bimësh të qëndrueshme ishin diçka krejtësisht ndryshe nga ajo që tani rezultojnë të jenë.

Zbulimi u bë falë një studimi të ri nga Universiteti i Kopenhagës që kundërshtoi plotësisht pritshmëritë e studiuesve. Vështrimi i ri ndoshta mund të përdoret për të zgjeruar kultivimin e një kulture veçanërisht ushqyese dhe rezistente ndaj klimës.

“Kinoa është shpallur si një kulturë e qëndrueshme për të ardhmen, sepse është e pasur me proteina dhe shumë tolerante ndaj thatësirës dhe kripës, dhe rrjedhimisht ndryshimeve klimatike. Shkencëtarët besonin se sekreti i tolerancës së quinoas ishte në shumë qeliza epidermale të fshikëzës në sipërfaqen e Deri më tani, supozohej se shërbenin si një lloj deponie kripe dhe për të ruajtur ujin. Por ata nuk e bëjnë këtë, dhe ne kemi prova të forta për këtë”, thotë profesor Michael Palmgren nga Departamenti i Shkencave të Bimëve dhe Mjedisit.

Tre vjet më parë, një grup kërkimor i udhëhequr nga Ph.D. studenti Max Moog dhe mbikëqyrësi i tij Michael Palmgren filluan të studionin qelizat e fshikëzës epidermale të bimëve të quinoas në mënyra që nuk ishin përdorur kurrë më parë. Shpresa ishte të kuptonim mekanizmat e bimës për ta bërë atë elastike ndaj kripës dhe thatësirës.

Për këtë qëllim, studiuesit kultivuan bimë mutante pa qeliza të fshikëzës për të krahasuar reagimet e tyre ndaj kripës dhe thatësirës me ato të bimëve të egra të quinoas të mbuluara me qeliza të fshikëzës.

Për habinë e tyre, studiuesit zbuluan se qelizat e fshikëzës nuk kanë ndikim pozitiv në aftësinë e bimës për të toleruar kripën dhe thatësirën. Përkundrazi, ato duket se dobësojnë tolerancën. Në vend të kësaj, qelizat e fshikëzës shërbejnë si një pengesë kundër dëmtuesve dhe sëmundjeve.

“Pavarësisht nëse derdhëm ujë të kripur mbi bimët mutante pa qeliza të fshikëzës ose i ekspozuam ndaj thatësirës, ​​ato performuan shkëlqyeshëm dhe kundër pritjeve. Pra, diçka nuk ishte në rregull. Nga ana tjetër, ne mund të shihnim se ato ishin shumë të infektuara me insekte të vogla – ndryshe nga Bimët janë të mbuluara me qeliza të fshikëzës. Pikërisht atëherë kuptova se qelizat e fshikëzës duhet të kenë një funksion krejtësisht të ndryshëm”, thotë Max Moog, tani një postdoktor në Departamentin e Shkencave të Bimëve dhe Mjedisit dhe autori i parë i studimit.

Kur studiuesit analizuan se çfarë fshihet brenda qelizave të fshikëzës, ata nuk gjetën kripë siç pritej – pavarësisht se i kishin shtuar kripë bimës. Në vend të kësaj, ata gjetën komponime që sprapsin ndërhyrës.

“Ne zbuluam se qelizat e vezikës urinare veprojnë si një pengesë fizike dhe kimike kundër dëmtuesve të uritur. Kur insektet e vogla dhe marimangat lëvizin rreth e qark mbi një bimë të mbuluar me qeliza të fshikëzës, ata thjesht nuk janë në gjendje të arrijnë te fidanet e gjelbërta me lëng që u interesojnë më shumë. Dhe sapo ata përpiqen të gërmojnë rrugën e tyre nëpër qelizat e fshikëzës, ata zbulojnë se përmbajtja është toksike për ta, “thotë Michael Palmgren.

Ndër të tjera, qelizat epidermale të fshikëzës së quinoas përmbajnë acid oksalik, një përbërës që gjendet edhe në raven, i cili vepron si një helm vdekjeprurës ndaj dëmtuesve.

Eksperimentet treguan gjithashtu se qelizat e fshikëzës së urinës madje mbrojnë quinoan kundër një prej sëmundjeve bakteriale më të zakonshme në bimë, Pseudomonas syringae. Kjo ndoshta ndodh sepse qelizat e fshikëzës mbulojnë pjesërisht stomatat në gjethet e bimës, një pikë hyrje për shumë pushtues bakterialë.

“Hipoteza jonë është se këto qeliza të fshikëzës së urinës gjithashtu mbrojnë kundër sëmundjeve të tjera të bimëve si myku i derdhur, një sëmundje kërpudhore e cila kufizon rëndë rendimentet e quinoas”, thotë Max Moog.

Ka mijëra lloje të kulturave të Amerikës së Jugut dhe dendësia e qelizave të fshikëzës në sipërfaqen e bimës ndryshon nga varieteti në varietet. Por ka shumë për të sugjeruar se dendësia përcakton se sa efektive janë një mbrojtje e qelizave të fshikëzës.

“Variantet e quinoas me një densitet më të lartë të qelizave të fshikëzës urinare janë më të fuqishme kundër dëmtuesve dhe sëmundjeve. Nga ana tjetër, ato mund të jenë pak më pak tolerante ndaj kripës dhe thatësirës. Dhe anasjelltas. Këto ndryshime nuk e ndryshojnë faktin që quinoa në përgjithësi është shumë rezistent ndaj kripës dhe thatësirës.Por shpjegimi duhet gjetur diku tjetër përveç në qelizat e fshikëzës”, thotë Max Moog.

“Për shkak të përpjekjeve për të zgjeruar kultivimin e quinoas në mbarë botën, njohuritë e reja mund të përdoren për të përshtatur të korrat me kushte të ndryshme rajonale. Për shembull, Evropa Jugore ka kushte shumë të thata, ndërsa dëmtuesit janë një problem më i madh se thatësira në Evropën veriore. Këtu në Evropën veriore, do të kishte kuptim të fokusoheshim në varietetet e quinoas që janë të mbuluara dendur me qeliza të fshikëzës.”

Sipas Michael Palmgren, rezultatet e reja ofrojnë një recetë konkrete se si të mbarështohet “super-quinoa” relativisht lehtë. “Deri më tani, këto qeliza të fshikëzës janë injoruar në mbarështimin e quinoa-s. Nëse dëshironi një kulturë që është tepër rezistente ndaj dëmtuesve dhe sëmundjeve, por është ende tolerante ndaj kripës dhe thatësirës, ​​mund të zgjidhni të rritni varietete që janë të mbuluara dendur me Qelizat e fshikëzës. Pra, tani mund të kemi një mjet që na lejon thjesht të kryqëzojmë rrugën tonë drejt një ‘super-quinoa’ ​​tepër tolerante”, thotë Michael Palmgren.

Rezultatet e hulumtimit shtojnë një dimension të ri në njohuritë tona rreth quinoa-s. Deri më tani, dihej shumë pak se si bima mbrohet nga sulmet nga organizmat armiqësor.

“Tani e dimë, kuinoa nuk është vetëm tolerante ndaj stresorëve jobiologjikë si thatësira dhe kripa , por edhe ndaj ndikimeve biologjike si dëmtuesit dhe bakteret patogjene. Dhe në të njëjtën kohë, ne kemi gjetur sekretin e këtyre pamjeve të çuditshme. Qelizat e fshikëzës. Ky hulumtim është një shembull se si ajo që është krijuar nuk rezulton gjithmonë ajo që është e vërtetë”, përfundon profesori.