Sunt considerate „plămânii verzi” ai planetei: absorb dioxidul de carbon, filtrează aerul și răcoresc orașele. Dar, în mod paradoxal, unele plante pot contribui – fără voie – la poluarea atmosferei. Totul pornește de la un mecanism de apărare subtil, dar esențial: producția de izopren. Un nou studiu publicat în Science Advances arată că această moleculă volatilă, emisă de multe specii de plante, le ajută să se apere de insectele dăunătoare. Problema? Izoprenul, odată ajuns în atmosferă, contribuie la formarea ozonului troposferic – o formă de poluare periculoasă pentru sănătatea umană și pentru ecosisteme. Un nou paradox ecologic se conturează: protejăm plantele… dar riscăm să afectăm calitatea aerului.
De zeci de ani, cercetătorii știau că specii precum stejarul, plopul sau tutunul emit în mod natural izopren, un compus organic volatil (COV). Ce nu era clar până acum era „de ce” – întrucât sinteza acestei molecule costă planta multă energie, până la 2% din tot carbonul fixat prin fotosinteză. Răspunsul a venit după aproape 40 de ani de cercetări: izoprenul acționează ca un semnal de alarmă biochimic împotriva insectelor erbivore.
Pentru a demonstra această funcție, o echipă de la Universitatea de Stat din Michigan a realizat experimente pe plante de tutun crescute în seră. Unele au fost modificate genetic pentru a produce izopren, altele nu. Apoi au fost expuse unui dăunător redutabil: omida Manduca sexta. Rezultatul? Insectele au evitat plantele care emiteau izopren și au preferat frunzele lipsite de acest compus. Mai mult, chiar și atunci când au consumat din plantele „protejate”, creșterea omizilor a fost încetinită – un semn clar al unui dezechilibru digestiv.
Izoprenul nu este, în sine, toxic pentru insecte. În schimb, el declanșează sinteza acidului jasmonic, o moleculă care modifică structura proteinelor vegetale, făcându-le mai greu de digerat. „Apărarea nu a fost izoprenul însuși, ci ceea ce a declanșat în interiorul plantei”, explică Tom Sharkey, autorul principal al studiului. E un sistem sofisticat, de tip „alarmă internă”, care face planta mai puțin apetisantă pentru prădători.
Dar această strategie defensivă are un cost ascuns. Izoprenul emis de plante reacționează în atmosferă cu oxizi de azot (NOx) sub acțiunea luminii solare, rezultând ozon troposferic – un poluant dăunător căilor respiratorii, culturilor și biodiversității. Deși izoprenul este un compus natural, el este a doua cea mai emisă hidrocarbură de pe planetă (după metan) și poate contribui semnificativ la degradarea calității aerului, mai ales în zonele calde și împădurite sau în apropierea orașelor.
Acest nou context pune cercetătorii în fața unei dileme. Ar trebui să încurajăm plantele să producă izopren pentru a se apăra de insecte – cu riscul poluării aerului? Sau ar trebui să le modificăm genetic pentru a reduce aceste emisii – și, astfel, să le facem mai vulnerabile la dăunători? „Este o decizie dificilă”, spune Sharkey. „Pe de o parte, avem protecția culturilor. Pe de altă parte, sănătatea umană și calitatea aerului.”
Într-o lume confruntată cu schimbări climatice, pierderea biodiversității și presiuni uriașe asupra agriculturii, alegerea nu este deloc simplă. Prea mult izopren – și sacrificăm aerul pe care îl respirăm. Prea puțin – și compromitem securitatea alimentară.
Această descoperire ne reamintește un adevăr fundamental: natura nu este nici bună, nici rea – este complexă. Ceea ce părea o „virtute” ecologică a plantelor poate avea, în anumite condiții, un efect negativ. Poate că viitorul agriculturii va însemna proiectarea unor plante care să emită izopren doar la nevoie. Sau tehnologii care să neutralizeze local acest compus din aer.
Până atunci, rămâne un lucru cert: chiar și plantele pot polua – dar, se pare, o fac cu cele mai bune intenții.
Poll: Care ar trebui să fie prioritatea în ceea ce privește plantele care emit izopren?
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply