اطلاعات کلی خبر
عنوان خبر :
گیاهانی که می‌توانند هوا را آلوده کنند!
متن کامل خبر
بعضی از گیاهان می‌توانند آفت‌کش طبیعی خود را تولید کنند، اما این تاکتیک دفاع شخصی به‌قیمت کاهش کیفیت هوا تمام می‌شود.
به گزارش ایسنا، سال‌هاست که ما گیاهان را به‌خاطر توانایی‌شان در پاک‌سازی هوا و کمک به مبارزه با آلودگی هوا تحسین می‌کنیم. با‌این‌حال، آن‌ها ممکن است به شیوه‌ای غیرمنتظره در آلودگی هوا نیز نقش داشته باشند.
به نقل از نیو اطلس، در‌حالی‌که ممکن است برخی گیاهان فقط سعی در دفع آفات داشته باشند، این مکانیسم خاص دفاع شخصی آن‌ها به محیط‌زیست آسیب می‌رساند. محققان مدت‌هاست می‌دانند که گیاهان یک ماده شیمیایی طبیعی به نام ایزوپرن (isoprene) ترشح می‌کنند، اما اینکه دقیقاً چرا و چگونه گیاهان این کار را انجام می‌دهند، نوعی معما بود.
اگرچه فرض بر این بود که این یک تاکتیک مقاومت در برابر آفات است، اما هیچ مدرک تجربی برای اثبات این موضوع وجود نداشت.
اکنون مطالعه‌ای که تقریباً چهار دهه است که در حال انجام است، در مجله Science Advances منتشر شده و نشان می‌دهد چگونه ایزوپرن به‌عنوان یک حشره‌کش طبیعی برای محافظت از برگ‌های گیاه در برابر حشرات عمل می‌کند.
گیاهان در شرایط محیطی دشوار مانند فشار گرمایی، تمایل به تولید ایزوپرن بیشتری دارند. برای این منظور، گیاهان تا ۲ درصد از کربن ذخیره شده خود را برای سنتز ایزوپرن آزاد می‌کنند. تخصیص منابع قابل‌توجه به تشکیل ایزوپرن، اهمیت آن را نشان می‌دهد. محققان دانشگاه ایالتی میشیگان برای نشان دادن نقش محوری این ترکیب، آزمایش‌هایی انجام دادند. در آزمایش‌های گلخانه‌ای، محققان گیاهان تنباکو را برای انتشار ایزوپرن مهندسی‌زیستی کردند و مشاهدات را با گیاهان تنباکو که ایزوپرن تولید نمی‌کردند، مقایسه کردند.
این تیم دریافت که آفتی به نام کرم شاخ‌دار (Manduca sexta) به‌شدت به برگ‌های غیر‌منتشرکننده ایزوپرن حمله می‌کند و برگ‌های منتشرکننده ایزوپرن را به‌حال خود رها می‌کند. سپس 10 روز مشاهده نشان داد که گیاهان ظرف دو ساعت به هجوم آفات پاسخ می‌دهند. نتایج نشان داد که حشراتی که از برگ‌های ایزوپرنی تغذیه می‌کنند، برخلاف حشراتی که برگ‌های معمولی را می‌جوند، رشد کوتاهی نشان می‌دهند که احتمالاً ناشی از مشکلات گوارشی ناشی از قرار گرفتن در معرض این ماده شیمیایی است.
این در حالی است که ایزوپرن آن‌طور که فکر می‌کنید، عمل نمی‌کند. خود ایزوپرن برای حشرات سمی نیست. در عوض، واکنشی را در گیاهان ایجاد می‌کند که سطح «جاسمونیک اسید» (Jasmonic acid) را افزایش می‌دهد. این امر هضم پروتئین‌های گیاه را برای حشرات دشوار می‌کند.
تام شارکی (Tom Sharkey) نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: این دفاع خود ایزوپرن نبود، بلکه نتیجه کاری بود که ایزوپرن با گیاه انجام داد.
با‌این‌حال این مکانیسم کنترل آفات طبیعی با هزینه زیست‌محیطی همراه است. ایزوپرن یک ترکیب آلی فرار (VOC) است که توسط گیاهانی مانند درختان بلوط و صنوبر تولید می‌شود. ایزوپرن دومین هیدروکربن منتشر شده در زمین پس از انتشار متان ناشی از فعالیت‌های انسانی است که هنگامی که در محیط‌زیست قرار می‌گیرد، با نور خورشید و اکسیدهای نیتروژن تعامل می‌کند تا ازن سطح زمین را تشکیل دهد، ازنی که یک آلاینده مضر مرتبط با مشکلات تنفسی و نگرانی‌های زیست‌محیطی است.
اکنون کشف این مکانیسم ایزوپرن، محققان را با یک انتخاب دشوار روبه‌رو کرده است. اینکه آیا باید گیاهان منتشرکننده ایزوپرن بیشتری را برای مهار حملات آفات و بهبود امنیت غذایی پرورش دهیم یا توانایی محصولات تجاری را برای تولید این ماده شیمیایی به امید محافظت از هوایی که تنفس می‌کنیم، محدود کنیم؟
شارکی با جمع‌بندی معضلی که مهندسان‌زیستی آینده با آن مواجه خواهند شد، پرسید: آیا باید ایزوپرن را به گیاهان زراعی اضافه کنیم تا در برابر حشرات محافظت شوند و تأثیر آن بر لایه ازون را تحمل کنیم یا باید گیاهان را از نظر ژنتیکی مهندسی کنیم تا آنزیم ایزوپرن را تا حد امکان خاموش کنند تا وضعیت هوا بهبود یابد؟