Waarom krijgen planten geen zonnebrand?

Waarom krijgen planten geen zonnebrand?

Het enige feit over planten dat de meeste mensen waarschijnlijk van school herinneren, is dat ze zonlicht gebruiken om hun eigen voedsel te maken. Dat proces, fotosynthese, betekent dat planten afhankelijk zijn van zonlicht. Maar zoals iedereen die vergeten is om tijdens de dag op het strand zonnebrandcrème op te zetten, weet, kan de zon ook schadelijk zijn. Dus hoe absorberen planten het licht dat ze nodig hebben terwijl ze schade door ultraviolette (UV) straling van de zon vermijden? Het korte antwoord is door hun eigen zonnescherm te maken. En nieuw onderzoek helpt ons precies te begrijpen hoe dat proces werkt.

We weten dat te veel UV schadelijk kan zijn voor de menselijke gezondheid. Op de korte termijn veroorzaakt overmatig UV - in het bijzonder de kortste golflengten in zonlicht, bekend als UVB - zonnebrand. Herhaalde beschadiging van de huid als gevolg van blootstelling aan UVB gedurende tientallen jaren kan leiden tot een verhoogd risico op huidkanker. Natuurlijk kunnen verschillende mensen verschillende hoeveelheden UV verdragen. Mensen met een diep gepigmenteerde (donkere) huid zijn altijd goed beschermd, of ze nu in de zon zijn of niet. Anderen hebben blootstelling aan de zon nodig om beschermende huidpigmenten te ontwikkelen door een zonnebrandcrème te ontwikkelen. En sommige mensen zijn amper bruin, waardoor ze zeer kwetsbaar zijn voor zonnebrand en andere UV-schade.

Natuurlijk kunnen we allemaal ook kiezen om de zon te vermijden, een hoed te dragen of zonnebrand te gebruiken. Maar hoe zit het met planten? Ze moeten in de zon blijven. Is er een plant die overeenkomt met zonnebrand of met de beschermende pigmenten die we in onze huid hebben?

Plantenwetenschappers begonnen echt na te denken over die vragen bij uitputting van ozon in de stratosfeer - de gat in de ozonlaag - dreigde dat veel meer UVB het aardoppervlak zou bereiken. Onderzoek in de 1980s en 1990s toonde aan dat de hoge niveaus van UVB die het gevolg zouden zijn van ozonafbraak kunnen direct schade aan de fotosynthese. Andere effecten van hoge UV-waarden kunnen ook de groei en gewasopbrengsten verminderen.


Haal het laatste uit InnerSelf


Maar hetzelfde onderzoek heeft aangetoond dat planten goed worden beschermd tegen de ergere effecten van de UVB-waarden die we nu ervaren. Deze bescherming komt van een reeks natuurlijke plantaardige chemicaliën, meestal fenolen. Deze fenolische verbindingen fungeren als natuurlijke zonnebrandmiddelen, sterk absorberend UV maar niet de golflengten die nodig zijn voor fotosynthese.

Net als bij menselijke huidpigmenten varieert de hoeveelheid van deze natuurlijke zonnefilters tussen planten. Sommige planten, meestal die uit de tropen of uit bergen op grote hoogte, hebben altijd een hoge mate van bescherming. Anderen produceren alleen zonnefilters bij blootstelling aan hogere niveaus van UVB, wat overeenkomt met het bruinen bij mensen.

Dat leidt tot een andere vraag. Als planten hun zonnefilters produceren op basis van hun blootstelling aan UV, hoe detecteren ze die blootstelling? En hoe detecteren planten UVB?

Het is pas het laatste decennium of zo dat plantenwetenschappers dat hebben aangetoond planten detecteren UVB heel specifiek met behulp van een eiwit dat bekend staat als UVR8 (afkorting voor UV-resistentielocus 8). Planten zonder UVR8 kunnen geen beschermende zonnebrandmiddelen veroorzaken en worden ernstig beschadigd door de UV-straling die aanwezig is in zomerzon.

Onderzoekers zijn nog steeds actief bezig met het onderzoeken van de fundamentele mechanismen waarmee UVR8 de reactie van planten op UVB controleert. Dat weten we al een tijdje UVR8 absorbeert UVB, waardoor er veranderingen ontstaan ​​waardoor het UVR8-eiwit uiteindelijk kan accumuleren in de kernen van de cellen van de plant. Dit is een noodzakelijke stap in de reeks reacties die planten in staat stellen zichzelf te beschermen tegen UVB-schade.

Nieuw onderzoek van de Universiteit van Genève toonde aan dat UVB-responsen afhangen van interacties tussen UVR8 en een ander eiwit genaamd COP1 (constitutief fotomorfogeen 1). Dit eiwit interageert met andere verschillende moleculen (HY5, SPA en RUP) in de cellen van een plant om een ​​signaal te sturen dat de opbouw van zonneschermfenolen in reactie op UVB regelt.

Duurzamere gewassen

Dit lijkt misschien een alfabetsoep van afkortingen, maar het signaleringssysteem dat het vertegenwoordigt, beïnvloedt ons allemaal door zijn rol in de planten die door boerderijen als gewassen worden geproduceerd. We weten nu dat planten UVB gebruiken als een signaal om hun chemie te veranderen op manieren die veel meer van invloed zijn dan alleen hun UV-bescherming.

UV-blootstelling produceert biochemische veranderingen die dat wel kunnen weerstand verhogen aanvallen van plagen en ziekten. De UVB in zonlicht verbetert de kleur, smaak en geur van fruit, groenten en bloemen. UVB-blootstelling ook verhoogt de niveaus van plantaardige chemicaliën die worden geacht waardevol te zijn in het menselijke dieet.

Het nieuwe onderzoek draagt ​​bij aan ons toenemend inzicht dat de UVB in zonlicht niet alleen in termen van schade moet worden gezien. Zolang we de ozonlaag blijven beschermen, zullen de effecten van UVB slechts een deel zijn van de normale reacties van planten op hun omgeving. En hoe meer we deze reacties begrijpen, hoe meer we die kennis kunnen gebruiken om te produceren meer duurzame gewassen, het verbeteren van hun kwaliteit en het verminderen van het gebruik van pesticiden.

Over de auteur

Nigel Paul, hoogleraar Plant Science, Lancaster University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

{AmazonWS: searchindex = Books; keywords = tuinieren; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}