Znieczulenie hamuje fotosyntezę u roślin

Eksperymenty na roślinach przeprowadził profesor Hazem M. Kalaji z Instytutu Biologii Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie z zespołem i studentami programu Erasmus (kurs „Plantish”) - poinformowała we wtorek uczelnia w przesłanym PAP komunikacie.

Znieczulenie w celach medycznych zaczęto stosować w XIX w., jednak fizjologiczne działanie anestetyków do dziś jest dla badaczy niejasne. Naukowców interesuje obecnie m.in., czy znieczulenie wpływa na te same lub podobne procesy u roślin, co u zwierząt i ludzi.

W ostatnich latach badania prof. Františka Baluški z Uniwersytetu w Bonn (Niemcy) udowodniły, że rośliny są wrażliwe na kilka środków znieczulających. Leki w odpowiednich stężeniach – podobnie jak u zwierząt i ludzi – blokują u roślin potencjały czynnościowe. „Znieczulone” rośliny nie mogą np. poruszać liśćmi pod wpływem dotyku albo szybko zamykać pułapek po zlokalizowaniu ofiary zwierzęcej.

Wstępne prace prof. Kalaji wykazały, że po dwóch godzinach od podania środek znieczulający, eter dietylowy, istotnie obniżył wydajność fotosyntetyczną badanych gatunków roślin. Parametr Yield – wydajność kwantowa fotosystemu II – u dzbanecznika brzusznego (Nepenthes x ventrata) był wyraźnie niższy, niezależnie od tego czy pomiary były wykonane na organach pułapkowych (dzbankowatych liściach, za pomocą których roślina łapie owady), czy na ogonkach liściowych. Wartość tego parametru była niższa u rośliny traktowanej eterem w porównaniu do rośliny niepoddanej jego oddziaływaniu odpowiednio o 51 proc. (organ pułapkowy) i 23 proc. (ogonek liściowy). Jeszcze większa różnica została stwierdzona u muchołówki (Dionaea muscipula) – wyniosła ona 57 proc.

O negatywnym wpływie eteru dietylowego na funkcjonowanie aparatu fotosyntetycznego świadczą także zmiany w wartości innego parametru – maksymalnej wydajności kwantowej fotosystemu II. Po dwóch godzinach oddziaływania eterem u dzbaneczników traktowanych tym środkiem maksymalna wydajność kwantowa była niższa odpowiednio o 34 proc. i 27 proc. w porównaniu do roślin „czystych”. U roślin muchołówki ta różnica sięgała 65 proc.

Wstępne badania przeprowadzone przez profesora Kalaji i jego zespół potwierdziły, że rośliny poddane działaniu środków znieczulających mogą stanowić modele do badania ogólnych kwestii związanych z znieczuleniem, a także pełnić rolę systemu testowego dla człowieka. Badacze sugerują, że obniżenie efektywności fotosyntezy roślin to efekt hamowania akumulacji chlorofilu.

Zespół profesora Kalaji będzie kontynuować badania, by wyjaśnić mechanizm oddziaływania środków znieczulających na fotosyntezę i inne procesy fizjologiczne roślin.

Nauka w Polsce

abu/ agt/