Słońce? Temperatura? Co decyduje o tym, kiedy roślina pachnie najmocniej? Okazuje się, że geny. Naukowcy z University of Washington odkryli mechanizm zegara biologicznego, który steruje procesem wydzielania olejków zapachowych. To dzięki niemu roślina może decydować o tym, z pomocy jakich owadów skorzysta przy zapyleniu. Pisze o tym w najnowszym numerze czasopismo "Proceedings of the National Academy of Sciences".
W przypadku kwiatów nie wystarczy "rosnąć i pachnieć", emisja olejków eterycznych kosztuje, nie można ich marnować. Dlatego kwiaty starają się wabić konkretne gatunki owadów, które je zapylają, czasem w dzień, czasem w nocy. W tym celu emitują substancje zapachowe nie przez całą dobę, ale w określonych godzinach. Badacze z Seattle odkryli gen, którego ekspresja sprawia, że kwiat powstrzymuje się z emisją olejków do odpowiedniej pory. Co więcej, potrafili działanie tego genu zmodyfikować.
Naukowcy badali to zjawisko na przykładzie petunii. Jej białe kwiaty emitują słodki zapach wieczorem, by przyciągnąć zapylające je ćmy. Okazało się, że steruje tym procesem gen LHY. Biolodzy wiedzieli już wcześniej, że gen ten jest istotny dla zegara biologicznego u wielu roślin kwitnących. Tym razem po raz pierwszy udało się powiązać jego działanie ze zmianami intensywności pachnienia kwiatów.
Rośliny emitują zapach, by przyciągnąć zapylające je owady. Z ich punktu widzenia ma sens, by intensywność tego zapachu była największa wtedy, gdy owady się wokół nich kręcą - mówi dziennikarzowi RMF FM Grzegorzowi Jasińskiemu współautor pracy, profesor Takato Imaizumi z UW.
Okazało się, że w przypadku petunii gen LHY jest najbardziej aktywny rano - to nasunęło badaczom podejrzenie, że jego aktywność w istocie powstrzymuje roślinę od wydzielania olejków eterycznych. Potwierdziło się to w eksperymencie. Gdy "przedłużono" aktywność genu do wieczora, rośliny nie pachniały w ogóle. Gdy z kolei wyhodowano rośliny ze zmniejszoną aktywnością LHY, najsilniej pachniały one od 4 do 8 godzin wcześniej niż zwykle. W rozmowie z RMF FM profesor Imaizumi porównuje to do budzika: jeśli jego alarm przesunie się z godzin porannych na wcześniejsze, odpowiednio wcześniej pojawi się też zapach.
Badacze odkryli, jak to działa. Okazuje się, że gen LHY zakłóca aktywność genu ODO1 istotnego dla wytwarzania olejków zapachowych. Kiedy jest aktywny, wstrzymuje "linię produkcyjną" olejków eterycznych, zaś kiedy jego działanie ustaje, pozwala to roślinie "wznowić produkcję" tak, by zdążyła w sam raz na wieczorną sesję. Ponieważ i LHY, i ODO1 są obecne u większości - jeśli nie u wszystkich - roślin kwitnących, mechanizm ten jest zapewne u nich uniwersalny.
Badacze z Seattle sprawdzają teraz, czy petunie ze zmodyfikowaną aktywnością genu LHY są dla owadów równie atrakcyjne jak normalne. Być może wyniki tych eksperymentów pomogą wpłynąć na efektywność zapylania innych roślin, także istotnych w rolnictwie.
