VILNIUS, sausio 9 — Sputnik. Biofizikai rado atsakymą į klausimą, kodėl spygliuočiai išlieka žali ištisus metus. Pasak tyrimo, kurio rezultatai paskelbti žurnale "Nature Communications", priežastis — trumpas fotosintezės ciklas, prie kurio jie pereina žiemos metu.
Švedijos Umeå universiteto mokslininkai kartu su kolegomis iš Amsterdamo laisvojo universiteto ir Kanados Vakarų Ontarijaus universiteto iššifravo pušies spyglių fotosintezės mechanizmą ir nustatė, kad žiemą jis vyksta pagal sutrumpintą ciklą.
Žiemą šviesos energiją sugeria žaliosios chlorofilo molekulės, tačiau ji nėra naudojama vėlesnėse fotosintezės mechanizmo reakcijose, nes žema temperatūra sustabdo daugumą biocheminių reakcijų.
Esant ryškiai saulei ir žemai temperatūrai, šviesos energijos perteklius gali pakenkti fotosintezės mechanizmo baltymams. Todėl dauguma medžių meta lapus prieš žiemą. Bet pušyje ar eglėje fotosintezės aparatas veikia specialiu būdu, dėl to jų spygliai išlieka žali ištisus metus.
"Mes tris sezonus stebėjome keletą pušų, augančių Umeå mieste, Švedijos šiaurėje, — Umeå universiteto pranešime spaudai sakė pirmasis straipsnio autorius, doktorantas Pushan Bag, kuris rinko pušų spyglių pavyzdžius ir juos analizavo ištisus metus. — Svarbu tai, kad mes galėjome dirbti su spygliais "tiesiai iš gatvės", kad jie nespėtų prisitaikyti prie aukštesnės temperatūros laboratorijoje, kol mes juos analizuosime, pavyzdžiui, naudodami elektroninę mikroskopiją, kurią naudojome vizualizuodami tilakoidinės membranos struktūrą".
Tyrėjai nustatė, kad žiemą chloroplastinio tilakoido membranos, kurioje vyksta nuo šviesos priklausomos fotosintezės reakcijos, struktūra yra pertvarkoma, o tai lemia fizinį dviejų fotosistemų — funkcinių vienetų, kuriuose šviesos energija absorbuojama ir paverčiama chemine energija, — kontaktą.
Paaiškėjo, kad šiltomis sąlygomis I ir II fotosistemos yra atskirai viena nuo kitos, kad būtų užtikrinta efektyvi fotosintezė, o žiemą II fotosistema suteikia energijos tiesiogiai I fotosistemai. Taigi, pušies spygliai susiduria su šviesos pertekliumi ir apsaugo savo jautrų fotosintezės aparatą nuo pažeidimų žiemos metu.
"Pušų spygliai suteikė mums galimybę ištirti šį labai prisitaikantį sumažėjimo ar pertekliaus mechanizmą", — sako tyrimo autorius Alfredas Holzwarthas iš Amsterdamo universiteto, sukūręs specialų fluorescencijos analizės metodą projektui.
"Ši nuostabi adaptacija ne tik džiugina mus per Kalėdas, bet iš tikrųjų yra nepaprastai svarbi žmonijos vystymuisi, — tęsia tyrimui vadovavęs profesorius Stefanas Janssonas iš Umeå universiteto. — Jei spygliuočiai negalėtų išgyventi atšiauriame žiemos klimate, didžiuliai plotai šiauriniame pusrutulyje galėjo nebūti kolonizuoti žmonių, nes spygliuočiai suteikė malkas, pastogę ir kitus reikalingus daiktus. Ir šiandien jie yra daugumos cirkuliarinių šalių ekonomikos pagrindas".
Tyrėjai pažymi, kad nors tyrimas buvo atliktas su pušimis, panašus mechanizmas greičiausiai galioja ir kitų rūšių spygliuočiams.