Η γονιμοποίηση των ανθοφόρων φυτών πραγματοποιείται με τη μεταφορά του γυρεόκοκκου από τον ανθήρα του ενός φυτού (αρσενικό αναπαραγωγικό όργανο) στο στίγμα του υπέρου ενός άλλου φυτού (θηλυκό αναπαραγωγικό όργανο) με τη βοήθεια των εντόμων και του αέρα (επικονίαση). Μόλις ο γυρεόκοκκος κολλήσει στο στίγμα, επιμηκύνεται ο γυρεοσωλήνας και διευκολύνεται η μεταφορά του σπέρματος στο ωάριο.
Πιο συγκεκριμένα, σύμφωνα με τον καθηγητή Sheng Luan, επικεφαλής του Τμήματος Βιολογίας Φυτών και Μικροβίων (PMB) του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, παρατηρήθηκε ότι πριν τη διαδικασία της γονιμοποίησης των ανθοφόρων φυτών, τα θηλυκά κύτταρα παράγουν κύματα ασβεστίου.
Η ερευνητική ομάδα για να εξετάσει τη διαδικασία με την οποία τα θηλυκά κύτταρα παράγουν τα κύματα ασβεστίου και για να αναζητήσει τα είδη των σημάτων που εκπέμπονται από το αρσενικά μέρη των φυτών και πυροδοτούν τα κύματα ασβεστίου, εισήγαγε βιοαισθητήρες.
Αυτό που διαπίστωσαν είναι ότι οι γυρεοσωλήνες εκκρίνουν μικρά πεπτίδια - μικρές αλυσίδες αμινοξέων που μπορούν να αναγνωριστούν από πεπτιδικούς υποδοχείς στην επιφάνεια του θηλυκού κυττάρου. Μόλις ενεργοποιηθούν, αυτοί οι υποδοχείς επιστρατεύουν ένα κανάλι ασβεστίου για να παράγουν ένα κύμα ασβεστίου που οδηγεί τον σωλήνα γύρης στο ωάριο και ξεκινά τη γονιμοποίηση.
Ο Luan χαρακτηριστικά αναφέρει ότι το πεπτιδικό μόριο χρησιμεύει ως ένδειξη στο θηλυκό τμήμα του άνθους ως «ένα χτύπημα στην πόρτα» που ειδοποιεί ότι ο γυρεοσωλήνας είναι εδώ.
Η επιτυχημένη γονιμοποίηση οφείλεται στα κύματα ασβεστίου που είναι τελικά αυτά που προκαλούν την αποκόλληση του γυρεοσωλήνα και την αποδέσμευση του σπέρματος μέσα στο ωράριο.
Μάλιστα, προκειμένου για να ολοκληρωθεί μια επιτυχής γονιμοποίηση, τα αναπαραγωγικά κύτταρα πολλές φορές θυσιάζουν τις ζωές τους. Ο Luan το αποκαλεί «ως ένα είδος ρομαντικού ταξιδιού για την αναπαραγωγή των φυτών».
Τα ευρήματα και η κατανόηση των πολύπλοκων μοριακών διεργασιών της αναπαραγωγής των φυτών μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά τις αποδόσεις των εμπορικών ανθοφόρων φυτών και να δημιουργηθούν νέα υβρίδια της διασταυρούμενης γονιμοποίησης.
Επιπλέον, οι μελέτες που πραγματοποιήθηκαν έδειξαν ότι τα κανάλια ασβεστίου αποδίδουν σημαντική αντοχή στην εμφάνιση της ασθένειας του ωϊδίου.
Τα φυτά για ακόμη μία φορά μας εκπλήσσουν με τις μοναδικές μεθόδους επικοινωνίας που αναπτύσσουν και επινοούν.
Πηγή
Gao, Q., Wang, C., Xi, Y. et al. A receptor–channel trio conducts Ca2+ signalling for pollen tube reception. Nature 607, 534–539 (2022).
