Polak obalił dotychczasową teorię na temat oddychania roślin
Polak Jacek Oleksyn znalazł się w grupie badaczy, którzy obalili powszechną w świecie nauki teorię na temat metabolizmu oddechowego - udowodnili, że w odróżnieniu od zwierząt, u roślin nie jest on wcale uzależniony od ich rozmiarów, lecz od zawartości azotu. Odkrycie opisano w najnowszym numerze pisma "Nature".
Wykazaliśmy, że, niezależnie od rozmiarów czy gatunku rośliny, przy podwojeniu w niej zawartości azotu natężenie procesów oddechowych wzrasta dwukrotnie - wyjaśnił prof. Jacek Oleksyn z Instytutu Dendrologii PAN w Kórniku.
Oddychanie to proces, w którym roślina lub zwierzę wytwarza energię na drodze przemian chemicznych. Większość organizmów oddycha dzięki pobieraniu tlenu ze środowiska. Proces ten określany jest jako oddychanie komórkowe. Metabolizm oddechowy to zespół różnorodnych reakcji biochemicznych, które zachodzą, kiedy tlen trafi do komórek, i prowadzą do wytworzenia energii.
Oleksyn prowadził badania wspólnie z naukowcami z trzech amerykańskich uczelni: Peterem B. Reichem z Uniwersytetu Minnesota, Markiem G. Tjoelkerem z Uniwersytetu w Teksasie i Jose- Louisem Machado ze Swarthmore College w Pensylwanii. Naukowcy przebadali ponad pół tysiąca roślin reprezentujących przeszło 40 gatunków.
Wyniki badań podały w wątpliwość propagowaną w świecie nauki teorię angielskiego fizyka Geoffreya Westa i dwóch amerykańskich ekologów, Jamesa Browna i Briana Enquista, zgodnie z którą natężenie prowadzących do wytworzenia energii procesów metabolicznych, w tym metabolizmu oddechowego, u wszystkich żywych organizmów - niezależnie od tego, czy są to fiołki, myszy czy dęby - zmniejsza się wraz ze wzrostem masy osobnika.
Zgodnie z tą teorią, intensywność metabolizmu oddechowego regulowana jest przez długość i ilość rozgałęzień systemu naczyniowego rozprowadzającego u zwierząt do poszczególnych komórek tlen i metabolity, a u roślin - sole mineralne i produkty fotosyntezy - wyjaśnił Jacek Oleksyn. - Brown sugerował, że im większy jest organizm, tym mniej intensywnie zachodzą w nim reakcje chemiczne w ramach metabolizmu oddechowego.
Zespół, w którego skład wszedł Oleksyn, odkrył natomiast, że rośliny o wielkości myszy i o wielkości słonia mogą charakteryzować się takim samym natężeniem procesów metabolicznych w przeliczeniu na jednostkę masy, podczas gdy dwie rośliny wielkości słonia, ale o różnej zawartości azotu, będą miały różne natężenie procesów zachodzących w ramach metabolizmu oddechowego. Tego rodzaju zależności można obserwować zarówno u stokrotki, jak i u sosny masztowej - podkreślił prof. Oleksyn.
Ustalenie, że to azot jest głównym czynnikiem decydującym o metabolizmie oddechowym roślin może jednocześnie umożliwić dokładniejsze badania globalnych zmian klimatycznych - przypuszcza polski naukowiec. Rośliny wydzielają w procesach oddechowych dwutlenek węgla, zapewniając energię konieczną do swojego wzrostu i funkcjonowania - przypomniał profesor.
Dzięki wiedzy o zależności między metabolizmem oddechowym i zawartością azotu w roślinach, naukowcy będą mogli udoskonalać techniki opisywania obiegu węgla w ekosystemach, a co za tym idzie - techniki badania globalnych zmian klimatycznych - wyjaśnił Oleksyn.
