Izopren deluje kot kemični ščit, ki rastlinam pomaga odganjati škodljive žuželke
V rastlinjaku Univerze Michigan State so rastline tobaka odigrale pravo botanično kriminalno zgodbo. Na eni strani so bile rastline, sposobne oddajati izopren. Na drugi strani skoraj identične rastline, a brez te hlapne molekule. Žuželkam ni vzelo kaj dosti časa, da so se odločile.
Gosenice tobačnega sfingesa, Manduca sexta, so pri prehranjevanju z listi pokazale jasno nagnjenje k rastlinam brez izoprena. Druge so se jim zdele manj privlačne in težje za žvečenje. Glede na študijo, objavljeno v reviji Science Advances, se je rast gosenic celo upočasnila, kadar so se lotile rastlin z izoprenom.
Raziskovalci so končno razumeli, zakaj rastline porabijo toliko energije za proizvodnjo te molekule
Že skoraj štirideset let so znanstveniki vedeli, da številne rastline — kot so hrasti, topoli in nekatere sorte tobaka — sproščajo velike količine izoprena. Kar je bilo zmedeno, je dejstvo, da je ta molekula za rastlino draga: njena proizvodnja lahko zahteva do 2 % ogljika, pridobljenega s fotosintezo.
Takšna naložba pač ni mogla biti zgolj kemijska muha. Raziskave ekipe Toma Sharkeya zdaj kažejo, da izopren deluje kot notranji alarm. Ne ubija žuželke neposredno, temveč pripravi rastlino na to, da postanejo njeni tkivi za rastlinojede manj prebavljiva in gostoljubna.
Mehanizem poteka prek jasmonske kisline, rastlinskega hormona, ki ga biologi dobro poznajo. Pod njenim vplivom postanejo nekatere beljakovine za rastlinojede težje prebavljive. List se torej ne spremeni v surovi strup, temveč v zapleteno, skoraj zvijačno kosilo — kot da bi rastlina tiho zaklenila svojo kuhinjo.
Koristna rastlinska obramba lahko hkrati spodbuja nastajanje onesnaževalnega ozona pri tleh
Zgodba bi bila skoraj pomirjujoča, če bi izopren mirno ostajal pri listih. Ko pa enkrat pride v zrak, se ta molekula pridruži velikemu kemijskemu kotlu atmosfere. Ob prisotnosti sončne svetlobe in dušikovih oksidov, ki izvirajo predvsem iz cestnega prometa, lahko sodeluje pri nastajanju troposferskega ozona.
Ta ozon nima nič skupnega z zaščitnim ščitom visoko v atmosferi. Pri tleh draži dihalne poti, slabi ekosisteme in med toplotnimi valovi že zdaj otežuje življenje v velikih mestih. Več študij o biogenih hlapnih organskih spojinah potrjuje to občutljivo vlogo rastlinskih emisij.
Kmetijstvo, onesnaževanje in podnebje postavljajo to naravno molekulo v središče zahtevne odločitve
Odkritje postavlja kmetijstvo pred neudobno dilemo. Ali naj spodbujamo določene rastline k večji proizvodnji izoprena za boljšo odpornost proti žuželkam — in s tem zmanjšamo uporabo pesticidov? Ali naj nasprotno omejimo te emisije, da ohranimo kakovost zraka v vse toplejšem podnebju?
Odgovor verjetno ne bo enoznačen. Raziskovalci bodo morali upoštevati rastlinske vrste, regije, lokalno onesnaženost in pritisk škodljivcev. Rastline niso niti popolne junakinje niti skrite krivke. Nas le opominjajo, da v naravi vsaka rešitev včasih odpre novo vprašanje.
