Все живые организмы содержат сложные химические сети внутри своих клеток. Сумма всех этих химических реакций является движущей силой жизни и называется обменом веществ. В своей дипломной работе Стефано Папазян из Университета Умео в Швеции изучает, как растения адаптируют свои метаболические сети, чтобы реагировать на различные стрессы окружающей среды.
«Растения являются мастерами метаболизма, который они могут изменять и настраивать в соответствии со своими потребностями», - говорит Стефано Папазян на кафедре физиологии растений Университета Умео.
В окружающей среде постоянное воздействие как живых, так и неживых факторов делает растения уязвимыми для различных угроз. Поскольку растения не могут убежать, они полагаются на свою внутреннюю химию, чтобы противостоять всевозможным сложным сценариям.
«Мы можем рассматривать растения как очень сложные химические фабрики. Они способны производить тысячи различных соединений, каждое из которых обладает уникальными биологическими свойствами», - говорит Стефано Папазян.
Большинство этих химических соединений, называемых фитохимическими, играют важную роль внутри растения, например, в защите от насекомых, питающихся листьями. Исследование Стефано Папазяна направлено на то, чтобы понять, как химия растений помогает им защищаться от насекомых-вредителей, таких как гусеницы бабочек и тля. Разные насекомые наносят разный вред растению. Например, пока некоторые гусеницы бабочек жуют листья, тля питается, прокалывая поверхность растения и высасывая его сок.
«Метаболическая реакция растения очень специфична, и оно адаптирует свою стратегию защиты в соответствии с различными врагами, с которыми сталкивается растение», - говорит Стефано Папазян.
Растения производят много токсичных соединений, которые могут ухудшить и замедлить рост их врагов, но для этого они должны сбалансировать другие центральные метаболические процессы, такие как фотосинтез. Выводы Стефано Папазяна показывают, что растения не только производят вещества для защиты от атак гусениц и тли, но и меняют состав своего сахара.
В своем исследовании Стефано Папазян также изучает, как загрязнение воздуха озоном влияет на взаимодействие растений и насекомых:
"На высоте 50 километров в атмосфере озоновый слой защищает нас от солнечного ультрафиолетового излучения, но на уровне земли озон является токсичным загрязнителем воздуха, который влияет как на здоровье человека, так и на растения."
В своей диссертации Стефано Папазян показывает, как воздействие озона влияет на рост насекомых, но также приводит к изменениям метаболизма растений с негативным влиянием на фотосинтез и способность к самозащите.
Если мы объединим экологию с изучением химии растений и метаболизма, мы сможем улучшить наше понимание взаимодействия растений и насекомых в природе и сельском хозяйстве. Этот комплексный подход может помочь нам предсказать последствия изменения климата и воздействия человека на эти хрупкие экосистемы», - говорит Стефано Папазян.
Дополнительную информацию можно найти по адресу: