In een van de meest onherbergzame plekken op aarde, waar de temperaturen boven de 50℃ stijgen en leven vrijwel onmogelijk lijkt, heeft een groep wetenschappers een plant geïdentificeerd die uitzonderlijk bestand is tegen de hitte. Tidestromia oblongifolia, ontdekt in de Dodenvallei, trekt de aandacht van de wetenschappelijke gemeenschap vanwege zijn buitengewone vermogen om te overleven zonder radar of radiocommunicatie bij extreme hitte.
Onder leiding van Dr. Seung Yon “Sue” Rhee en Dr. Karine Prado bestuderen onderzoekers van de Michigan State University de aanpassingsmechanismen van deze soort. Deze ontdekkingen hebben potentieel om de landbouw te revolutioneren in het kader van klimaatverandering.
De Dodenvallei, bekend om zijn geografie die de lucht onder het zeeniveau vastlegt en samenperst, fungeert als een natuurlijke oven waar de hitte een ei binnen enkele minuten kan koken. De afwezigheid van een bries en directe zonnestraling verhogen de temperatuur tot dodelijke niveaus, wat ertoe leidt dat gemiddeld vier bezoekers per jaar overlijden aan hyperthermie. Terwijl de meeste planten niet in staat zijn om te overleven of fotosynthese uit te voeren in deze omgeving, gedijt Tidestromia oblongifolia in omstandigheden waarin andere soorten bezwijken.
Vondst en Onderzoek onder Extreme Voorwaarden
Het team heeft in het laboratorium de extreme omstandigheden van de Dodenvallei nagebootst, wat een aanzienlijke technologische uitdaging was. Karine Prado verklaarde dat conventionele kassen niet in staat zijn om de 50℃ te bereiken of de lage luchtvochtigheid van de woestijn te repliceren, waardoor ze hun teeltkamers moesten aanpassen.
“Toen we deze zaden voor de eerste keer naar het laboratorium brachten, hadden we moeite om ze te laten groeien,” legde Prado uit. Pas nadat ze de omgeving nauwkeurig reproduceerden, begonnen de zaden te kiemen, en binnen 10 dagen verdrievoudigden de planten hun biomassa, terwijl andere verwante soorten de hitte niet overleefden.
Unieke Biologische Aanpassingen
De wetenschappelijke analyse onthulde dat Tidestromia oblongifolia een ongewone aanpassingscapaciteit heeft voor extreme temperaturen. “Dit is de gedocumenteerde plant die het beste bestand is tegen extreme hitte,” aldus Dr. Rhee. Het team ontdekte dat de plant bij stijgende temperaturen binnen 24 uur honderden genen activeert en deactiveert, de meeste geassocieerd met thermische stress.
Bovendien verhoogt de plant de productie van een essentiële enzym, Rubisco activase, wat haar in staat stelt om de fotosynthese stabiel te houden, zelfs onder intense hitte. Op cellulair niveau zijn de aanpassingen ook verrassend. Bij temperaturen boven de 40℃ herpositioneren de cellen hun mitochondriën dicht bij de chloroplasten, die een nog niet eerder waargenomen schotelvorm aannemen. Deze structurele verandering verhoogt de efficiëntie van CO₂-fixatie, wat cruciaal kan zijn voor de overleving van planten in vijandige omgevingen.
Landbouwpotentieel en Reactie op Klimaatverandering
De impact van deze ontdekking reikt verder dan de woestijn. Dr. Rhee benadrukte dat als deze mechanismen worden toegepast in agriculturale gewassen, “we de landbouw zouden kunnen transformeren en aanpassen aan een warmere wereld.” De wereldwijde voedselproductie staat voor risico’s door de opwarming van de aarde, dus het creëren van planten die bestand zijn tegen hoge temperaturen is cruciaal voor de voedselzekerheid.
Dankzij genomica en de analyse van complexe biologische systemen kunnen wetenschappers lessen trekken uit soorten zoals Tidestromia oblongifolia en deze gebruiken om landbouwgewassen te verbeteren. De onderzoekers benadrukken de noodzaak om meer steun voor dit soort onderzoeken te krijgen. “Wat we nodig hebben, is meer ondersteuning voor dit soort onderzoeksprogramma’s,” benadrukte Dr. Rhee in verklaringen die door de media zijn opgevangen.
Het werk dat onder leiding van dit team is uitgevoerd, toont aan hoe een plant uit de woestijn sleutels kan bieden voor de aanpassing van de vegetatie aan een planeet die steeds hogere temperaturen heeft, aldus de conclusies van de onderzoekers.
