1 tydzień temu

Ocet — nowa metoda na suchość w doniczce?

Ocet, czyli kilkuprocentowy roztwór kwasu octowego jest niezbędnym elementem w każdej kuchni. Jego właściwości powszechnie wykorzystywane są  do wielu celów, jednak najnowsze odkrycia pokazują, że może posłużyć także w walce ze skutkami suszy.

Ocet występuje w różnych wariantach w zależności od metody jego produkcji: winny, jabłkowy czy spirytusowy. Ten mało przyjemnie pachnący płyn jest jednym z najbardziej podstawowych składników koniecznych do zrobienia wielu sosów, marynat oraz konserw warzywnych. Często stosowany jest także w celach medycznych, ale ostatnie badania nadały mu kolejne zastosowanie — ochrona roślin przed skutkami niedoboru wody.

Mutanty odporne na suszę

Wszystko zaczęło się od mutantów Rzodkiewników pospolitych (Arabidopsis thaliana), które zaintrygowały naukowców swoją niebywałą zdolnością do znoszenia warunków suszy. Zainteresowani tym przypadkiem postanowili przyjrzeć się bliżej roślinom i przeanalizować mechanizmy stojące za ich unikalnymi możliwościami. Po  zbadaniu sprawy okazało się, że posiadana przez nich mutacja genu HDA6 podwyższała aktywację szlaku fermentacji z powstaniem octanów.

Co to oznacza w praktyce i dlaczego pozwalało Rzodkiewnikom lepiej znosić warunki suszy? Zacznijmy od tego, że rośliny podobnie jak i my żywią się cukrem, a dokładniej — pozyskują z niego energię. Proces ten w normalnych warunkach na poziomie komórkowym przebiega podobnie jak u nas (zwierząt) i wymaga do zajścia cząsteczek wody. W czasie ich niedoboru rośliny są jednak w stanie przestawić się na mniej efektywny szlak, w którym produktem ubocznym powstałym z metabolizowania cukru jest właśnie kwas octowy. Nie wymaga on cząsteczek wody, dzięki czemu może zastępować klasyczny rozkład cukru w czasie suszy. Podobna reakcja zachodzi w roślinach także w czasie niedoboru tlenu.

Przestawienie się z normalnego szlaku na wytwarzający octany nie jest niczym wyjątkowym. W przeprowadzonych badaniach wykazano jednak, że “normalne” rośliny robią to na znacznie mniejszą skalę niż mutanty HDA6. Dowiedziono także, że ilość wytwarzanych przez nie octanów była bezpośrednio skorelowana z ich przeżywalnością w czasie suszy.

Naukowcy poszli więc o krok dalej i przeprowadzili eksperyment, w którym podlewali zwykłe rośliny różnymi związkami: octem, niewielką ilością wody lub innymi kwasami organicznymi podobnymi chemicznie do kwasu octowego. Po kilkunastu dniach takich warunków przetrwały jedynie okazy nawilżane tym pierwszym. Zachęceni wynikami powtórzyli eksperyment z użyciem innych roślin, tym razem o znaczeniu użytkowym: ryżem, pszenicą i kukurydzą uzyskują takie same wyniki.

Na zdjęciu pochodzącym z oryginalnej pracy badawczej widoczne są niewielkie rośliny hodowane na szalkach w warunkach laboratoryjnych. Wszystkie rośliny są jednak uschnięte, martwe z wyjątkiem okazów w środkowych szalkach. Te są żywe, zielone i bujnie rozwinięte.

Rośliny po 14 dniach hodowli w warunkach suszy. Żywe (zielone) podlewane były octem, rośliny z lewego krańca odrobiną wody, a pozostałe różnymi kwasami organicznymi (mlekowym, cytrynowym itp.) Autor: Jong-Myong Kim i in.

Octowe zraszanie?

Dlaczego podlanie roślin roztworem kwasu octowego (octem) pomogło znieść im warunki suszy? Po pierwsze octany mogą być dalej przetwarzane do alkoholu etylowego, uzyskując w ten sposób dodatkową energię, choć kosztem produkcji szkodliwej substancji. Po drugie samo jego zwiększone stężenie może być informacją dla komórek o tym, że nadchodzą suche czasy i należy się przestawić na inny metabolizm cukru. W ten sposób kwas octowy mógłby dawać także sygnał roślinie do prowadzenia oszczędniejszej gospodarki wodnej i energetycznej.

Naukowcy wierzą, że dalsze badania nad tym zagadnieniem przyczynią się do zapobiegania strat w rolnictwie spowodowanych niedoborem wody. Czy zatem za kilka lat powszechny stanie się widok pól uprawnych zraszanych octem w czasie suszy? Trudno przewidzieć, ale dużo bardziej prawdopodobny i prostszy wydaje się scenariusz genetycznego zmodyfikowania roślin z użyciem genu HDA6.

Jednak nawet jeśli stanie się to w przyszłości, to należy pamiętać, że rośliny i tak nie mogą żyć i rozwijać się bez wody w nieskończoność. Stanowi ona ich główny składnik (aż do 95% masy!), a także niezbędna jest do fotosyntezy — procesu, w którym powstaje cukier. Ciekawym jest też, w jakim stopniu wiedzę tę zastosować można w domowych hodowlach. Niezależnie od wszystkiego warto pamiętać, że od teraz ocet służyć może nie tylko do robienia sałatek.