Rostlina z Údolí smrti přežívá 60°C horka: Chladí si listy a inspiruje vědce pro odolnější plodiny
PřírodaÚdolí smrti v Kalifornii a Nevadě je proslulé jako nejníže položené, nejsušší a nejteplejší místo v Severní Americe. Běžné letní teploty zde dosahují 49 °C, přičemž rekordní hodnota činí až 56,7 °C.
Údolí smrti v Kalifornii a Nevadě je proslulé jako nejníže položené, nejsušší a nejteplejší místo v Severní Americe. Běžné letní teploty zde dosahují 49 °C, přičemž rekordní hodnota činí až 56,7 °C. V těchto drsných podmínkách se daří jen málokteré flóře, ale jeden druh, Tidestromia oblongifolia, známý také jako arizonský medovník, se pozoruhodně přizpůsobil.
Nová předběžná studie odhalila klíč k přežití této rostliny v extrémních vedrech: dokáže významně ochlazovat své listy pod teplotu okolního vzduchu. Toto aktivní chlazení jí umožňuje přežít teploty blížící se horní hranici, kterou snese komplexní život, tedy 60 °C. Vědci shromáždili semena z 223 divokých rostlin, včetně těch z Údolí smrti, a podrobili přes 1200 sazenic náročnému tepelnému režimu. Sazenice byly postupně aklimatizovány a poté vystaveny teplotě 60 °C po dobu šesti až osmi hodin denně, déle než týden. Míra přežití se pohybovala od necelých 2 procent do více než 34 procent v závislosti na genetické linii, což naznačuje rozdílnou adaptaci jedinců.
Pomocí infračervených kamer vědci zaznamenali, že v nejteplejších dnech byly některé listy chladnější než okolní vzduch o více než 10 °C, přičemž nejextrémnější případy dosahovaly rozdílu až 13 °C. I po osmi dnech v 60°C horku si přeživší rostliny udržely teplotu listů mezi 54 °C a 59 °C, což je těsně pod odhadovanou horní tepelnou hranicí pro komplexní eukaryotický život. Schopnost rostlin chladit se tak byla rozhodující pro jejich přežití.
Výzkum ukázal, že rostlina nejen toleruje vyšší teploty, ale aktivně se jim vyhýbá chlazením. Tým prozkoumal biologické mechanismy tohoto systému a identifikoval tři oblasti DNA spojené s přežitím v horku, což potvrzuje genetický základ této schopnosti. Rostliny s chladnějšími listy aktivovaly dráhy spojené s udržováním otevřených průduchů (stomat) – drobných pórů na povrchu listů. Tyto průduchy umožňují odpařování vody z povrchu listů, což vytváří stejný chladicí efekt jako odpařování potu z lidské kůže. Experimenty s umělým uzavřením průduchů potvrdily, že tento mechanismus je klíčový pro chlazení a přežití.
Přestože vědci začínají chápat mechanismus, stále zůstává záhadou, odkud rostlina získává vodu potřebnou pro tak významné odpařovací chlazení. Většina pouštních rostlin vodu spíše šetří, než aby ji odpařovala. Medovník na rozdíl od mnoha pouštních druhů není zvlášť odolný vůči suchu ani neskladuje vodu, místo toho se spoléhá na podzemní vodu dostupnou pod půdou Údolí smrti. Předpokládá se, že má velmi účinný kořenový systém, specializovaný hydraulický systém pro transport vody a složení solí, cukrů a proteinů v buňkách, které udržují hydrataci během transpirace.