Kevéssé kutatott területe a biológiának a növények éjszakai élete, pedig alaposabb vizsgálata forradalmi megoldásokat hozhat a mezőgazdaságban is. A Szegedi Tudományegyetemen komoly kísérleteket végeznek, melyekből kiderül, mikor a leggyengébb és legerősebb a növény, és mi befolyásolhatja, hogy mennyi és milyen ízű gyümölcsöt terem. Az egyik kutatóval, Dr. Poór Péterrel beszélgettünk.
Májusban ismét megrendezték a nemzetközi Növények Napját (Fascination of Plants Day 2024), az Európai Növénytudományi Szervezet koordinálásával. Magyarországon több cég, egyetem, botanikus kert, erdészet és nemzeti park csatlakozott a felhíváshoz. Dr. Poór Péter biológus kutató, a Szegedi Tudományegyetem oktatója a rendezvényen a növények éjszakai életéről tartott előadást. Kiderült, ez a téma szinte a tudomány Bermuda-háromszöge, olyan kevesen foglalkoznak vele. Pedig érdekes és fontos, mivel ahogy fogynak a Föld élelmiszerkészletei, sürgető, hogy megértsük, hogyan növelhető a növények termelékenysége. Ennek apropóján beszélgettünk vele arról,
Szobanövényekkel, mezőgazdasági növényekkel, gyümölcsökkel, zöldségekkel egyaránt végeznek vizsgálatokat?
Nem, csak néhány kiválasztott növénnyel, mint például a paradicsom és a búza. De nagyjából ugyanazok a törvényszerűségek vonatkoznak mindannyiukra, legalábbis ami a fényhez való viszonyukat illeti, ami igen nagy mértékben befolyásolja a viselkedésüket.
Mit tudtak meg arról, hogy mit „csinálnak” éjszaka a növények? Milyen akcióban vesz részt a filodendron az ágyunk mellett, amíg mi szundikálunk?
Hát az biztos, hogy nem alszik! Viszont ahogy mi is, a fényviszonyokhoz alkalmazkodva alakítja viselkedését. A napi ritmus nála is ugyanolyan fontos, mint a mi esetünkben. Ahogy az emberi bőrsejtek éjfél után kezdenek osztódni, hogy korlátozott legyen az ultraibolya sugárzás sejtkárosító hatása, úgy a növényeknél is működik a belső óra és a napi ritmus, melyeknek fő szabályozója a fény mennyisége és minősége, utóbbi alatt a színösszetételt értjük.
Mit érzékel a korai órákban a növény?
Mikor még csak dereng a nap hajnalban, és kékes fény látszik, a gázcserenyílások, az ún. sztómák kezdenek kinyílni, hogy felkészüljenek a szén-dioxid megkötésére. Ha már teljes pompájában ragyog a nap, vagyis megjelenik a vörös fény, a növény bekapcsolja a védekezési mechanizmusait is. Ilyenkor növekedni kezd bizonyos védekezési hormonok szintje, ami délutánra kulminál, ekkor a legaktívabbak a növényevő állatok.
Milyen egy ilyen növényikórokozó-támadás?
A kórokozók a gázcserenyílásokhoz gyülekeznek, ott tudnak legkönnyebben a növényi szervezetbe behatolni. Az első, korai kék fénysugarakkal már ott toporognak, és ha a nap vörös fénye is megjelenik, elkezdődik a harc. A patogén kórokozó toxint termel, a növény pedig többek között azzal próbál védekezni, hogy a sztómái bezáródnak. A fertőzött sejtek elhalnak, az embernél is meglévő programozott sejthalálhoz hasonló módon. A levélen az elpusztult sejtekből álló foltok alakulnak ki, gátolva a kórokozó terjedését. Súlyosabb esetben a levelek le is hullhatnak.
Mikor a leggyengébbek a növények?
Hajnalban igazán védtelenek, amikor minden energiájukat a növekedésre fókuszálják. Ha olyan gazemberek lennénk, hogy filodendronunk halálát kívánjuk, hajnalban kell rátámadnunk, de persze ez inkább egyes gombák célja, nekik pedig a hajnali sötét és párás idő épp kedvező is a gyilkolásra.
Mesterségesen ösztönözhetjük védekezésre a növényeket?
Igen, ha ismerjük, mi váltja ki a folyamatot. Használhatunk például vörös fényt: ha az éjszaka közepén LED-világítást kapcsolunk be az üvegházakban (ami komoly költségekkel jár), és irányítani is tudjuk, hogy mennyi piros és kék fény érje a növényt, hatni tudunk a növények hajnali védekezésére.
Megfigyelték, hogy már 5 percig tartó vörös megvilágítás esetén elindul a fény által szabályozott gének átírása.
De persze ez nemcsak a növény védekezését, hanem a növekedését is befolyásolja. Méréseink szerint alapból közel 600 gén kifejeződése változik éjszaka, és kiderült, negyedóra alatt már nagyon sok minden felülíródhat a vörös fénnyel való kezelés hatásásra.
Hasznosak lehetnek ezek a kutatások a mezőgazdaság számára...
Nagyon is. Például a gyomnövények eltávolítása szempontjából. Ha tudjuk, hogy a növények hajnalban a legvédtelenebbek, akkor az is nyilvánvaló, hogy például a parlagfű is ilyenkor a leggyengébb a gyomirtószerekkel szemben. Vagyis a megfelelő időben kevesebb permetszerrel tudunk ugyanolyan hatást elérni. Ezt saját kutatásaink igazolták is. Ezenfelül a mesterséges fényviszonyok változtatásával még a termés ízét is befolyásolhatjuk, a mennyiségről már nem is beszélve. Új trend az úgynevezett „interlighting”, aminek lényege, hogy
nemcsak felülről kap fényt a növény, hanem alulról vagy oldalról is, így olyan levelek is megfelelő fényhez jutnak, amelyek egyébként árnyékban lapulnak.
Így több vagy nagyobb termést kaphatunk. Az ízt is befolyásolhatja, hogy mennyi kék vagy vörös spektrumú fény éri.
Akkor igaz, hogy a napon termő gyümölcsök, zöldségek finomabbak, mint az üvegháziak?
A napból érkező (vagy akár mesterséges) nem túlzott mértékű UV–sugárzás érdekes az íz szempontjából, mivel az UV–fénnyel szemben a növény úgy védekezik, hogy olyan másodlagos anyagcseretermékeket, pl. flavonoidokat termel, amik az ízletességben is megjelennek. Tehát nemcsak a talaj miatt lehet zamatosabb a szabadföldi eper, hanem a sok természetes napsugárzás miatt is.
Miért virágoznak bizonyos növények éjszaka?
Náluk a méret a lényeg, bármilyen pikánsan hangozzék is ez. Ezért jellemzőek a nagy, fehér virágok, amelyek szinte világítanak a sötétben, hogy odavonzzák a beporzókat, ez egyfajta szexuális felhívás, ahogy az intenzív illatfelhő is, amit kibocsátanak. Az éj leple alatt lezajló szexuális szolgáltatás, a beporzás nagyon izgalmas akció, amit a növény úgy hálál meg, hogy cserébe vizet, aminosavat, cukrot ad, vagy hőt – ha például az éjszaka lehűlő sivatagi környezetben játszódik le az aktus, és didereg a kis beporzó. Mindezt a fény által nap mint nap beállított belső növényóra szabályozza.
(Borítókép: Dr. Poór Péter. Fotó: Papajcsik Péter / Index)