ראשי » מדע ומחשבים » מדע » מדעי החיים והחברה

מחקר: אפקט החממה פוגע בייצור הריח בפרחים

מחקר חדש הראה כי התחממות כדור הארץ פוגע ביכולת של פרחים להתרבות. המחקר נערך כדי לבחון אפשרויות סיוע לטיפוח זני פרחים ריחניים במיוחד בתנאי סביבה קיצוניים

ריח הפרחים הוא תכונה מורכבת במיוחד, המיועדת בראש ובראשונה למשוך מאביקים אל אברי הרבייה של הפרח ובכך להבטיח את המשך קיומם של מיני צמחים. הצמחים מפעילים או מדכאים את ייצור הריח בהתאם לאותות שהם קולטים מהסביבה או מהצמח עצמו, זאת בתיווך הורמונים צמחיים, וחלבונים המפעילים רשתות של גנים לייצור של הריח. מנגנוני הבקרה האלו מאפשרים לצמח לווסת את ייצור הריח, שהוא השקעה אנרגטית עצומה, ולהגביל אותו לשלבים ההתפתחותיים ולזמן המדויק ביום שבו הריח מופץ.

 

במשך האבולוציה פיתחו הצמחים יכולת לסנתז ולשחרר ריחות המותאמים במיוחד למאביקים ספציפיים, לדוגמא צמחי פטוניה מפיצים ריח אך ורק בשעות הערב ואילך היות והעש המאביק את הפרח פעיל בשעות הלילה. אך בעקבות תופעת ההתחממות הגלובלית, ובצידה הקדמת האביב, עלייה בתדירות אירועי חום קיצוני והתחממות הלילות, נגרמו שינויים באינטראקציות בין צמחים ומאביקים.

 

אלון כנעני, דוקטורנט בפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית חקר את ההשפעה של שינויי האקלים על ייצור ריח הפרחים. על מחקרו זכה כנעני בפרס החזון ע"ש סמית בחקלאות. במחקר שערך במעבדה של פרופ' אלכסנדר ויינשטיין במחלקה למטעים, פרחים וצמחי נוי של המכון למדעי הצמח, אחת המעבדות היחידות בעולם שחוקרות את ריח הפרחים, הוא מצא שעלייה בטמפרטורת הסביבה משפיעה ישירות על ירידה בייצור הריח.
כנעני גידל למשך חודש מספר זנים של פטוניה בשתי טמפרטורות גידול, 22 ו – 28 מעלות צלזיוס. תוצאות הניסוי הראו שגם הריח הנפלט מהפרחים, וגם הריח האגור בתוך רקמות הפרח צנחו משמעותית בעקבות החשיפה ארוכת הטווח לטמפרטורה גבוהה.

 

כנעני והצוות גם איתרו את המנגנון המולקולרי שאחראי לתופעה הזו – הביטוי של הגנים המקודדים לאנזימים שמייצרים את הריח ירד בצורה ניכרת בטמפרטורה גבוהה, מה שגרם לפגיעה בייצור הריח. המקור לירידה המתואמת בביטוי של גנים האלו היה עלייה בפעילות של שני חלבונים הידועים כמדכאים את מסלול ייצור הריח.


- כל התכנים הכי מעניינים - בעמוד הפייסבוק שלנו

"המסקנה היא שעלייה בטמפרטורות הסביבה פוגעת בייצור הריח ובכך עשויה לשבש את ההיכרות של צמחים ומאביקיהם, ולפגיעה בחקלאות הנסמכת על גידולים המואבקים על ידי חרקים – המהווה יותר משליש מהתוצרת החקלאית העולמית," אמר כנעני.

 

על מנת  להתגבר על ההשפעה השלילית של טמפרטורה על ריח, בחר כנעני להנדס צמחי פטוניה המבטאים ביותר גן המכונה PAP1 – חלבון מיוחד אשר מסוגל להפעיל במקביל מספר גנים המעורבים בייצור ריח. כאשר גדלו צמחים אלה בשתי טמפרטורות הגידול (22 ו – 28), נמצא שהפרחים שגדלו בטמפרטורה הגבוהה ייצרו אותה כמות ריח, ובמקרים מסוימים אפילו יותר בהשוואה לטמפרטורה במקרה זה.

 

"הצלחנו להראות שהיכולת של הצמחים המהונדסים להתגבר על ההשפעה השלילית של הטמפרטורה על הריח היא כתוצאה מביטוי מוגבר של גנים במסלול על אף התנאים הקשים. גישה זו יכולה לשמש כבסיס לייצור צמחים שיוכלו להתגבר על השפעות מזיקות של טמפרטורות גבוהות, אשר יהיו בעלי ביצועים טובים יותר בתחום ייצור ושחרור הריח," אמר כנעני.

 

מחקרו פורסם בכתב העת  Plant, Cell & Environment. על מחקרו של אלון כנעני הוא זכה בפרס החזון ע"ש סמית בחקלאות שהוענק לו במסגרת אירועי חבר הנאמנים של האוניברסיטה העברית בירושלים. הפרס הוענק לכנעני גם על מחקרו באפיון חלבון הנקרא PH4, אשר לצד תפקידו בקביעת החומציות (pH) בתאי הפרחים, כנעני גילה כי יש לו תפקיד ישיר בבקרה על נידוף הריח.

היכנסו לעמוד הפייסבוק החדש של nrg