Спека Долини смерті національного парку є величезною проблемою для більшості живих організмів. Температура регулярно піднімається вище 50 градусів за Цельсієм, змушуючи багато пустельних рослин існувати лише заради виживання. У той же час арізонська медоносна рослина (Tidestromia oblongifolia) не тільки терпить це екстремальне середовище проживання, але й процвітає в ньому, демонструючи ряд дивовижних пристосувань, які дозволяють йому процвітати там, де інші гинуть.
Цей міцний кущ має унікальний талант: він фотосинтезує найефективніше за 47 градусів Цельсія (53 градуси Фаренгейта), найвищої відомої температури для піку фотосинтетичної активності будь-якої рослини. Ботанік Карен Прадо з Університету штату Мічиган зазначає: «Ці рослини, здається, просто чекають найспекотнішого місяця, щоб швидко вирости».
Щоб розкрити секрети цієї термостійкості, Прадо та її колеги виростили саджанці T. oblongifolia з Фернас-Крік у Долині Смерті за двох температурних умов: помірного 31 градуса Цельсія та приголомшливих 47 градусів Цельсія, імітуючи типові літні температури у Фернас-Крік.
Результати були приголомшливі. Всього за два дні впливу сильної спеки рослини збільшили швидкість фотосинтезу. Протягом наступних восьми днів вони виросли в три рази більше своїх побратимів у більш м’яких умовах. Цей різкий стрибок зростання підкреслює, наскільки вміло цей унікальний вид використовує екстремальну спеку в своїх інтересах.
Під мікроскопом дослідники виявили вражаючу фізіологічну зміну: форма хлоропластів T. oblongifolia — крихітних структур, відповідальних за перетворення світла та вуглекислого газу в енергію — зазнала різких змін. У більшості рослин високі температури пошкоджують ці дископодібні хлоропласти, але в цьому пустельному чагарнику вони залишалися недоторканими під час сильної спеки.
Дивно, але група спеціалізованих клітин листя, відповідальних за перетворення вуглекислого газу на цукор, продемонструвала безпрецедентну адаптацію: їхні хлоропласти набули форми чаші. Така конфігурація зазвичай зустрічається у водоростей, що робить цей вид рослин унікальним серед наземних рослин, оскільки він здатний змінювати форму хлоропласта між дископодібною та чашеподібною залежно від умов.
Прадо теоретизував, що ця унікальна зміна форми може підвищити здатність рослини ефективніше поглинати вуглекислий газ під час пекучої спеки. Команда також спостерігала інші поширені механізми захисту рослин від спеки: зменшення розміру листя та клітин, активація генів відновлення пошкоджень та налаштування важливого фотосинтетичного ферменту.
Це дослідження показує, що пережити сильну спеку — це не просто зміна кількох генів чи білків; це вимагає складної симфонії адаптацій, що працюють узгоджено. Медовий завод Аризони пропонує захоплюючий погляд на геніальні стратегії, які використовує життя, щоб подолати, здавалося б, непереборні екологічні проблеми.
