חוקרים בבריטניה: המולקולה המשמשת צמחים למדידת עוצמת האור הופכת בלילה לחיישן טמפרטורה, המשפיע על התמודדותם עם שינויי אקלים

כמות התוצרת החקלאית צריכה לגדול פי שניים עד שנת 2050 כדי לספק די מזון לכלל האנושות, אך התחממות כדור הארץ עלולה לעכב את השגת היעד הזה. עקת חום מפחיתה את התוצרת החקלאית מאחר שגידולים בסיסיים בתזונת האדם כגון חיטה ואורז רגישים לטמפרטורות גבוהות ועלולים להינזק מההתחממות. הבנת מנגנוני ההתמודדות של צמחים עם שינויי טמפרטורה, היא מפתח להתמודדות עם שינויי האקלים, ומחקר בריטי חדש עשוי להיות הצעד הראשון לכך.

חקלאים מנוסים יודעים שבחורף חם יחסית, צפויה הנצה מוקדמת של פרחים. מחקר שנעשה באוניברסיטת קיימברידג' שבאנגליה, מלמד על המנגנון המולקולארי של התהליך. החוקרים גילו כי  מולקולת הפיטוכרום, הידועה בתפקידה כחיישן אור במהלך היום, משנה את תפקידה בלילה והופכת למעין מד טמפרטורה של תאי הצמח.

באור השמש המולקולה נמצאת במצב פעיל שבו היא נקשרת ל-DNA שבתא הצמח. כך מתבטאים גנים המגבילים תהליכי גדילה של הצמח. כשהצמח נמצא בצל, המולקולה עוברת למצב לא פעיל ומאפשרת את התארכות הצמח. צמחים מתארכים מהר יותר כאשר הם בצל, כדי לאפשר להם להגיע אל אור שמש, החיוני לתהליך יצירת המזון בצמח, הפוטוסינתזה. זה המנגנון שדוחף למשל גדילה  של צמחים בתנאי צפיפות ותחרות על האור.

השינויים הגורמים למעבר מולקולת הפיטוכרום ממצב פעיל למצב לא פעיל, כאשר הצמח נמצא בצל, מתרחשים תוך שניות בלבד. בחשכת הלילה הסיפור קצת שונה. מולקולת הפיטוכרום עוברת שינוי הדרגתי ואיטי יותר לכיוון מצבה הלא פעיל. ככל שהטמפרטורות נמוכות יותר השינוי המולקולרי מתרחש לאט יותר, ולמעשה היא נותרת פעילה יותר זמן, במצב המגביל את גדילת הצמח. הדבר מסביר את הגדילה האיטית יחסית של צמחים בחורף. לעומת זאת, טמפרטורות גבוהות יאיצו את גדילת הצמחים.

המחקר נעשה על צמחי תודרנית (Arabidopsis), המשמשים מודל במחקרים רבים, ומסקנותיו חשובות לטיפוח יעיל יותר של גידולים חיוניים לתזונת האדם. פענוח המנגנון המלא של חישת הטמפרטורה בצמחים עשוי לאפשר לנו להבין כיצד הם מתמודדים עם עקת חום, וכן לשפר את ההתמודדות של צמחים שנפגעים מעליית הטמפרטורה. התערבות כזו בפעילות הגנים המשפיעים על תהליכי גדילה של גידולים חקלאיים חשובים, עשויה לסייע בפתרון  המחסור המסתמן בתוצרת חקלאית.