Plantele par să încalce regulile biochimiei luând „decizii secrete”

Cercetătorii tocmai au descoperit un proces necunoscut anterior care are sens pentru „deciziile secrete” pe care plantele le iau atunci când eliberează carbon înapoi în atmosferă.

„Am descoperit că plantele își controlează respirația într-un mod la care nu ne așteptam, ele controlează cât de mult carbon din fotosinteză rețin pentru a construi biomasă folosind canalul metabolic”, spune un biochimist de plante de la Universitatea din Australia de Vest. Harvey Millar a spus ScienceAlert.

„Acest lucru se întâmplă în mod corespunzător, ca un pas înainte de a decide să ardă un compus numit piruvat pentru a produce și a elibera dioxid de carbon.₂ înapoi în atmosferă.”

Dacă te gândeai la biologie în liceu, s-ar putea să-ți amintești că în timpul fotosintezei, plantele produc zahăr sau zaharoză. Planta produce de obicei un exces de zaharoză; Unele sunt depozitate, altele sunt degradate. Aceasta se numește Ciclul acidului citric (sau acid carboxilic), Este la fel de important pentru viață.

Ca parte a acestui ciclu, zaharoza, care are doisprezece atomi de carbon, este descompusă în glucoză cu șase atomi de carbon. Glucoza este apoi descompusă în piruvat, care conține trei atomi de carbon. Folosirea piruvatului pentru energie are ca rezultat carbonul ca produs rezidual, astfel încât „decizia” este luată în acest moment al fabricii.

„Pyruvatul este punctul final pentru a lua o decizie”, a spus Millar pentru ScienceAlert.

„Îl poți arde și elibera monoxid de carbon₂Sau îl puteți folosi pentru a construi fosfolipide, uleiuri vegetale, aminoacizi și alte lucruri de care aveți nevoie pentru a face biomasă. „

Această descoperire a fost făcută în timp ce lucra la un organism vegetal clasic numit creson Tali (Arabidopsis thaliana). Cercetătorii, conduși de cercetătorul Xuyen Le, de la Universitatea din Australia de Vest, au etichetat piruvatul cu C13 (un izotop al carbonului) pentru a urmări unde a fost transformat în timpul ciclului acidului citric și au descoperit că piruvatul din diferite surse a fost utilizat diferit.

Aceasta înseamnă că planta poate de fapt să urmărească sursa piruvatului și să acționeze în consecință, alegând fie să-l elibereze, fie să rămână cu el în alte scopuri.

„Am descoperit că un transportor din mitocondrii direcționează piruvatul în respirație pentru a elibera dioxid de carbon.₂dar piruvatul produs în alte moduri este reținut de celulele plantei pentru a construi biomasă – dacă transportorul este blocat, plantele folosesc piruvatul din alte căi de respirație.” spuse Lou.

„Piruvatul importat a fost sursa preferată pentru producția de citrat.”

Echipa sugerează că această capacitate de a lua decizii încalcă regulile normale ale biochimiei, unde de obicei fiecare reacție este competiție și procesele nu controlează unde merge un produs.

„Directiva metabolică încalcă aceste reguli prin dezvăluirea reacțiilor care nu se comportă ca atare, ci sunt decizii specifice în procesele metabolice care sunt protejate de alte reacții”, spune Millar.

„Acesta nu este primul canal metabolic care a fost găsit vreodată, dar este relativ rar și aceasta este prima dovadă a unui canal care controlează acest proces de respirație”.

Deși plantele sunt depozite minunate de dioxid de carbon₂ – paduri Stochează doar aproximativ 400 de gigatone de carbon Nu orice moleculă este monoxid de carbon₂ Care sunt preluate de plante și apoi conservate. Aproximativ jumătate din dioxidul de carbon absorbit de plante este eliberat înapoi în atmosferă.

A putea face plantele să stocheze puțin mai mult dioxid de carbon în acest proces ar putea fi o modalitate excelentă de a ne ajuta Schimbarea climei nenorociri.

„Când ne gândim la construirea și creșterea plantelor pentru viitor – nu ar trebui să ne gândim doar la modul în care acestea pot fi hrană bună și hrană pentru sănătatea noastră, ci și dacă pot fi depozite bune de carbon pentru sănătatea atmosferei pe care o avem cu toții. depinde de”, a spus Millar pentru ScienceAlert.

O astfel de optimizare viitoare trebuie încă să vină, deoarece cercetătorii tocmai au descoperit că acest proces biochimic este amânat cu el. Dar dacă putem deturna modul în care plantele iau decizii cu privire la stocarea carbonului, ar putea face parte din puzzle-ul mai mare al atenuării schimbărilor climatice.

Căutarea a fost publicată în plante din natură.