Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Zuurstoftekort
Planten, overal kom je ze tegen, zelfs boven op een berg. En daar, boven op die berg zijn de omstandigheden anders dan hierbeneden op zeeniveau. De lucht, bijvoorbeeld, is ijler. Dit geeft een probleem. Planten ademen dan wel CO2, maar ook zuurstof is belangrijk voor ze. Zo belangrijk zelf dat ze er een speciaal waarnemingssysteem voor hebben. Waarom slaat die geen alarm, daarboven op die berg?
Om dit uit te zoeken bestudeerde Engelse onderzoekers een zuurstof afhankelijk proces: chlorofyl productie. Chlorofyl vangt het licht op dat nodig is voor fotosynthese. Iets waarvan de plant genoeg beschikbaar wil hebben, ongeacht de hoeveelheid zuurstof. Maar omdat chlorofyl pas nodig is wanneer de fotosynthese begint, vindt de laatste stap van chlorofyl productie alleen in het licht plaats. Daarom is er in ontkiemende zaailingen, die nog geen licht hebben gezien een kleine ophoping van pre-chlorofyl. Iets wat de onderzoekers konden meten, ze gebruikte het om het zuurstof waarnemingssysteem te ontrafelen.
Boven op de berg trapt het waarschuwingssysteem later op de rem, bij lagere zuurstofconcentraties
Op zeeniveau bleken de in lagere zuurstofconcentratie ontkiemende planten minder pre-chlorofyl te hebben dan planten die ontkiemen in hogere zuurstofconcentraties. Dit was niet het geval in een mutant die de chlorofyl productie niet kon reguleren. Dit suggereert dat niet de beschikbare hoeveelheid zuurstof, maar het zuurstof-waarnemingssysteem trapt op de rem.
Maar dit was allemaal onderzocht op zeeniveau, met planten die gewend zijn om op zeeniveau te groeien. Wat doen planten van boven op de berg? Ook die hebben minder pre-chlorofyl in lagere zuurstofconcentraties. Maar vergelijk je de eigenlijke hoeveelheid pre-chlorofyl in planten groeiend op een berg met dat van planten groeiend op zeeniveau dan is er geen verschil. Het zuurstof-waarnemingssysteem staat scherper afgesteld. Boven op de berg trapt het systeem pas bij lagere zuurstofconcentraties op de rem.
Zo voorkomt het te veel aan pre-chlorofyl. Boven op de berg trapt het zuurstof-waarnemingssysteem niet alleen voor pre-chlorofyl productie later op de rem. Ook bij andere processen waarbij een zuurstof een rol speelt trapt dit systeem minder snel op de rem. De lucht daarboven is voor deze planten dus niet zo ijl als wij denken.
Literatuur
Mohamad Abbas, Gunjan Sharma, Charlene Dambire, Julietta Marquez, Carlos Alonso-Blanco, Karina Proaño & Michael J. Holdsworth (2022) An oxygen-sensing mechanism for angiosperm adaptation to altitude. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-022-04740-y
Plant en Zo 