Upał panujący w Dolinie Śmierci w parku narodowym jest ogromnym problemem dla większości żywych organizmów. Temperatury regularnie wzrastają powyżej 50 stopni Celsjusza, zmuszając wiele roślin pustynnych do istnienia jedynie w imię przetrwania. Jednocześnie miodownik z Arizony (Tidestromia oblongifolia) nie tylko toleruje to ekstremalne siedlisko, ale także dobrze się w nim rozwija, wykazując szereg zdumiewających adaptacji, które pozwalają mu kwitnąć tam, gdzie inne umierają.
Ten mocny krzew ma wyjątkowy talent: fotosyntetyzuje najskuteczniej w temperaturze 47 stopni Celsjusza (53 stopni Fahrenheita), czyli najwyższej znanej temperaturze szczytowej aktywności fotosyntetycznej jakiejkolwiek rośliny. Botanik Karen Prado z Michigan State University zauważa: „Wydaje się, że te rośliny po prostu czekają na najgorętszy miesiąc, aby szybko rosnąć”.
Aby odkryć tajemnice tej tolerancji na ciepło, Prado i jej współpracownicy wyhodowali sadzonki T. oblongifolia z Furnace Creek w Dolinie Śmierci w dwóch warunkach temperaturowych: łagodnych 31 stopni Celsjusza i oszałamiających 47 stopni Celsjusza, naśladujących typowe letnie temperatury w Furnace Creek.
Wyniki były niesamowite. W ciągu zaledwie dwóch dni od wystawienia na działanie ekstremalnego ciepła rośliny zwiększyły tempo fotosyntezy. W ciągu następnych ośmiu dni urosły trzykrotnie w porównaniu do swoich odpowiedników w łagodniejszych warunkach. Ten dramatyczny gwałtowny wzrost podkreśla, jak biegły ten wyjątkowy gatunek potrafi wykorzystywać na swoją korzyść ekstremalne ciepło.
Pod mikroskopem naukowcy odkryli fascynującą zmianę fizjologiczną: kształt chloroplastów T. oblongifolia – maleńkich struktur odpowiedzialnych za przekształcanie światła i dwutlenku węgla w energię – uległ dramatycznym zmianom. U większości roślin wysokie temperatury uszkadzają te chloroplasty w kształcie dysków, ale w tym pustynnym krzewie pozostały one nienaruszone w ekstremalnym upale.
Co zaskakujące, grupa wyspecjalizowanych komórek liści odpowiedzialnych za przekształcanie dwutlenku węgla w cukier wykazała bezprecedensową adaptację: ich chloroplasty przybrały kształt miseczki. Taka konfiguracja jest powszechnie spotykana u alg, co czyni ten gatunek rośliny najwyraźniej wyjątkowym wśród roślin lądowych, ponieważ jest w stanie zmieniać swój kształt chloroplastów z kształtu krążka na kształt miseczki, w zależności od warunków.
Prado wysunął teorię, że ta wyjątkowa zmiana kształtu może zwiększyć zdolność rośliny do skuteczniejszego sekwestrowania dwutlenku węgla w palącym upale. Zespół zaobserwował także inne powszechne mechanizmy obrony roślin przed ciepłem: zmniejszenie rozmiaru liści i komórek, aktywację genów naprawy uszkodzeń oraz dostrojenie ważnego enzymu fotosyntetycznego.
Badania te pokazują, że przetrwanie ekstremalnych temperatur nie jest po prostu kwestią modyfikacji kilku genów lub białek; wymaga złożonej symfonii współpracujących adaptacji. Roślina miodu w Arizonie zapewnia fascynujące spojrzenie na genialne strategie, jakie wykorzystuje życie, aby przezwyciężyć pozornie nieprzezwyciężone wyzwania środowiskowe.
