De zinderende hitte van Death Valley National Park is een enorme uitdaging voor de meeste levensvormen. De temperaturen stijgen regelmatig boven de 122 graden Fahrenheit (50 graden Celsius), waardoor veel woestijnplanten tot louter overleving worden gedwongen. Toch overleeft de honingzoete uit Arizona (Tidestomia oblongifolia) niet alleen, maar gedijt hij ook goed in deze extreme omgeving, en vertoont hij een reeks opmerkelijke aanpassingen die hem in staat stellen te floreren waar anderen wankelen.
Deze winterharde struik heeft een uniek talent: hij voert de fotosynthese het meest efficiënt uit bij een verzengende 117 graden Fahrenheit (47 graden Celsius), de hoogst bekende temperatuur voor maximale fotosyntheseactiviteit bij welke plant dan ook. Plantenbioloog Karine Prado van de Michigan State University merkt op: “Deze planten lijken bijna te wachten tot de warmste maand snel groeit.”
Om de geheimen achter deze hittebestendigheid te ontrafelen, kweekten Prado en haar collega’s T. oblongifolia-zaailingen uit Furnace Creek in Death Valley onder twee temperatuuromstandigheden: een gematigde 89 graden Fahrenheit (31 graden Celsius) en een zinderende 117 graden Fahrenheit (47 graden Celsius), wat de typische zomertemperaturen in Furnace Creek nabootst.
De resultaten waren opvallend. Binnen slechts twee dagen na blootstelling aan de extreme hitte hadden de planten hun fotosynthesesnelheid al opgevoerd. Gedurende de volgende acht dagen groeiden ze drievoudig vergeleken met hun tegenhangers in de mildere omstandigheden. Deze dramatische groeispurt benadrukt hoe uniek deze plant is om extreme hitte in zijn voordeel te gebruiken.
Onder de microscoop ontdekten onderzoekers een fascinerende fysiologische verandering: de vorm van de chloroplasten van T. oblongifolia – kleine structuren die verantwoordelijk zijn voor het omzetten van licht en koolstofdioxide in energie – veranderde dramatisch. In de meeste planten beschadigen hoge temperaturen deze schijfvormige chloroplasten, maar in deze woestijnstruik bleven ze intact onder extreme hitte.
Opmerkelijk genoeg vertoonde een specifieke groep bladcellen, gespecialiseerd in het omzetten van kooldioxide in suiker, een ongekende aanpassing: hun bladgroenkorrels kregen de vorm van een kom. Een dergelijke configuratie wordt meestal gezien bij algen, waardoor deze plant schijnbaar uniek is onder de landplanten omdat hij zijn bladgroenkorrels verandert tussen schijf- en komvormen, afhankelijk van de omstandigheden.
Prado veronderstelt dat deze unieke vormverandering het vermogen van de plant om kooldioxide effectiever op te vangen bij hoge temperaturen zou kunnen vergroten. Het team observeerde ook andere veel voorkomende hittebeschermingsmechanismen die door planten worden gebruikt: het krimpen van bladeren en cellen, het activeren van schadeherstelgenen en het aanpassen van een essentieel fotosynthese-enzym.
Dit onderzoek benadrukt dat het overleven van extreme hitte niet simpelweg een kwestie is van het aanpassen van een paar genen of eiwitten; het vereist een complexe symfonie van aanpassingen die samenwerken. De honingzoet uit Arizona biedt een boeiende inkijk in de ingenieuze strategieën die het leven gebruikt om schijnbaar onoverkomelijke milieu-uitdagingen te overwinnen.
