Πώς τα φυτά συντονίζουν τις φυσικές χημικές άμυνες τους

Τα φυτά παράγουν μια τεράστια ποικιλία εξειδικευμένων μεταβολιτών, που συχνά αναφέρονται ως δευτερεύοντες μεταβολίτες, οι οποίοι διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους στην υπεράσπισή τους ενάντια σε φυτοφάγα και παθογόνα. Αυτοί οι μεταβολίτες μπορούν να αποτρέψουν τα φυτοφάγα μέσα από τις τοξικές ή δυσάρεστες ιδιότητές τους ή μπορούν να αναστέλλουν άμεσα την ανάπτυξη ή την αναπαραγωγή παθογόνων.

Η παραγωγή αυτών των αμυντικών μεταβολιτών ρυθμίζεται στενά σε φυτά και διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν τα επίπεδα τους. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν περιβαλλοντικές συνθήκες, όπως το φως, τη θερμοκρασία και τη διαθεσιμότητα νερού. την παρουσία φυτοφάγων ή παθογόνων · και το αναπτυξιακό στάδιο του φυτού.

Ένας από τους βασικούς τρόπους με τους οποίους τα φυτεύει να συντονίσουν τις χημικές τους άμυνες είναι μέσω της επαγωγής αμυντικών απαντήσεων. Όταν ένα φυτό επιτίθεται από φυτοφάγο ή παθογόνο, μπορεί να παράγει μια τοπική συσσώρευση αμυντικών μεταβολιτών στη θέση της επίθεσης. Αυτή η απόκριση διαμεσολαβείται από έναν αριθμό σηματοδοτικών μορίων, συμπεριλαμβανομένου του jasmonic acid, του σαλικυλικού οξέος και του αιθυλενίου.

Η επαγωγή των αμυντικών απαντήσεων μπορεί να είναι πολύ γρήγορη, που συμβαίνει μέσα σε λίγες ώρες ή ακόμη και λεπτά από μια επίθεση. Αυτή η ταχεία απόκριση είναι απαραίτητη για τα φυτά να αποτρέπουν αποτελεσματικά τα φυτοφάγα και τα παθογόνα.

Εκτός από τις εντοπισμένες αμυντικές απαντήσεις, τα φυτά μπορούν επίσης να παράγουν συστηματικές αμυντικές απαντήσεις που επηρεάζουν ολόκληρο το εργοστάσιο. Αυτές οι αποκρίσεις συνήθως διαμεσολαβούνται από κινητά μόρια σηματοδότησης, όπως το jasmonic acid και το σαλικυλικό οξύ. Οι συστηματικές αντιδράσεις της άμυνας μπορούν να βοηθήσουν στην προστασία των φυτών από μελλοντικές επιθέσεις από φυτοφάγα ή παθογόνα.

Η τελειοποίηση των φυτικών χημικών αμυντικών είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που περιλαμβάνει την αλληλεπίδραση πολλών διαφορετικών παραγόντων. Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά ρυθμίζουν την παραγωγή αμυντικών μεταβολιτών, μπορούμε να αναπτύξουμε καλύτερα στρατηγικές για την προστασία των φυτών από παράσιτα και ασθένειες.

Ακολουθούν μερικά συγκεκριμένα παραδείγματα για το πώς τα φυτά τελειοποιούν τις χημικές τους άμυνες:

* Σε απάντηση στο φως :Πολλά φυτά παράγουν υψηλότερα επίπεδα αμυντικών μεταβολιτών σε απόκριση σε υψηλά επίπεδα φωτός. Αυτό θεωρείται ότι είναι ένας προστατευτικός μηχανισμός κατά της φωτοξείδωσης, η οποία είναι η βλάβη των φυτικών ιστών με υπεριώδη ακτινοβολία.

* Σε απόκριση της θερμοκρασίας :Ορισμένα φυτά παράγουν υψηλότερα επίπεδα αμυντικών μεταβολιτών σε απόκριση σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό θεωρείται ότι είναι ένας προστατευτικός μηχανισμός κατά του θερμικού στρες.

* Σε απόκριση της τάσης νερού :Ορισμένα φυτά παράγουν υψηλότερα επίπεδα αμυντικών μεταβολιτών σε απόκριση του στρες του νερού. Αυτό θεωρείται ότι είναι ένας προστατευτικός μηχανισμός κατά της ξηρασίας.

* Σε απάντηση στο φυτοφάγο :Όταν ένα φυτό επιτίθεται από φυτοφάγο, μπορεί να παράγει μια τοπική συσσώρευση αμυντικών μεταβολιτών στη θέση της επίθεσης. Αυτή η απόκριση διαμεσολαβείται από έναν αριθμό σηματοδοτικών μορίων, συμπεριλαμβανομένου του jasmonic acid, του σαλικυλικού οξέος και του αιθυλενίου.

* Σε απάντηση σε παθογόνα :Όταν ένα εργοστάσιο επιτίθεται από παθογόνο, μπορεί να παράγει μια συστηματική ανταπόκριση στην άμυνα που επηρεάζει ολόκληρο το εργοστάσιο. Αυτές οι αποκρίσεις συνήθως διαμεσολαβούνται από κινητά μόρια σηματοδότησης, όπως το jasmonic acid και το σαλικυλικό οξύ.

Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα φυτά τελειοποιούν τις χημικές τους άμυνες, μπορούμε να αναπτύξουμε καλύτερα στρατηγικές για την προστασία των φυτών από παράσιτα και ασθένειες.