VIDEO: Õhulõhed päästavad maailma ({{commentsTotal}})

Portaalis teadus.err.ee on käimas videode- ja artiklitesari, kus eesti noored teadlased tutvustavad oma maailmamuutvaid teadussaavutusi. Tartu ülikooli tehnika ja tehnoloogia doktorant Kristiina Laanemets uurib taimede pinnal peituvaid õhulõhesid, mis reguleerivad vee aurumist taimest. Kui õppida õhulõhede avatust juhtima, oleks tulevikus võimalik vähendada isegi näljahäda.

"Inimesi praegusel kujul ei oleks ilma taimedeta olemas,“ sõnab Tartu ülikooli tehnika ja tehnoloogia doktorant Kristiina Laanemets (30). "Taimed on nii suur osa meie toidulauast, et ka inimkehade füüsilisel kujundamisel on nad mänginud tähtsat rolli.“ Taimedel on oluline roll ka veevahetusel. Kümme protsenti kogu maailma veeaurust pärineb taimedelt, mis arvestades ookeanide ja muude veekogude suurusega on märkimisväärne hulk veeaurust. Maismaal auravast veest on taimedest auranud üle 60 protsendi. 

Taimede targad trikid
Magevett on maailmas piiratud kogus. Looduses varieerub vee kättesaadavus nii ajas kui ruumis, mistõttu on taimedel välja arenenud oma meetod vee aurumise piiramiseks. Taimepind on kaetud vahaja kihiga, mis takistab vee auramist otse taimest välja. Enamus veest aurab taimest välja läbi mikroskoopiliste pooride ehk õhulõhede, mida ümbritsevad sulgrakud. Kuna taimed suudavad õhulõhesid sulgedes takistada vee ära auramist, püsivad nad elus ka siis, kui paar nädalat vihma ei saja.Kui taimel puuduks võime õhulõhesid sulgeda, oleksid taimed varmad kiirelt surema. Taimepoorid koos sulgrakkudega paiknevad lehe epidermise rakkude vahel. Õhulõhede avamine ja sulgemine muudab märkimisväärselt vee kogust, mida taim lubab endast välja aurata.

Õhulõhede sulgumist ja avanemist kontrollivad sulgrakud. Kui suurendada sulgrakkudes ioonide ja vee hulka, lähevad õhulõhed lahti, ning kui vabastada sulgrakkudest üleliigsed vesi ja ioonid, lähevad õhulõhed kinni. Õhulõhed reguleerivad oma avanemist ise vastavalt fotosünteesi vajadusele. Kui taim ei saa fotosünteesi jaoks piisavalt palju süsihappegaasi, suureneb õhulõhede avatus, et fotosüntees saaks paremini toimida. Õhulõhede sulgumist põhjustavad teised stiimulid – pimedus, kõrge süsihappegaas, madal õhuniiskus ning taimi kahjustavad osoon ja patogeenid. Isegi väikestel taimedel on kümneid tuhandeid õhulõhesid, millest igaüks on isereguleeruv.

Teadus toidab ja teavitab
Õhulõhede uurimiseks kasutavad teadlased mudelorganismi – müürlooka ja selle mutante. Müürlooga genoom sekveneeriti 2000. aastal. Näiteks on üks uuritavatest müürlooga mutantidest - slac1 mutant - huvitav sellepärast, et geen, mis selles on rikutud, on anioonide väljavoolukanal – üks olulisemaid kanaleid õhulõhede toimimises. Laanemets selgitab: "Mutanttaimede uurimine näitab meile seda, et taimede geneetiline modifitseerimine võib olla kasulik ja vajalik – eriti piirkondades, kus veevarud on piiratud.“ Analüüsides mutantseid taimi on võimalik leida õhulõhede regulatsioonil osalevaid geene, mille muteerumisel kasutab taim vett oluliselt ökonoomsemalt. Selle tulemusena saavutatakse taimede kasv väiksema veekuluga.

Katsetaimi kasvatavad teadlased mullaga täidetud pottides, mis on kaetud klaasiga. Seeme asetatakse mulla peale ja taim kasvab nii, et taime juured kasvavad klaasi alla ning ülejäänud klaasi peale. Taim asetatakse õhukindlasse kambrisse, nii saavad teadlased täpselt uurida kambrist sisse ja välja liikuva õhu koostist ja arvutada veehulka, mis taimest aurab. Selle põhjal saab õhulõhede avatust välja arvutada. Kambris saab muuta ka keskkonnatingimusi nagu süsihappegaasi sisaldust ja teha järeldusi õhulõhede sulgumise ja avanemise reaktsioonide kohta.

Tartu ülikooli tehnoloogiainstituudis on uuritud kümneid erinevaid mutante, kus õhulõhede reaktsioonid on geneetilise modifitseerimise abil muudetud. Eesmärk on paremini mõista taimede veekaotuse regulatsiooni, et oleks võimalik tulevikus välja töötada kultuurtaimi, mis on ökonoomsema veekasutusega, säästavad keskkonda ja on võimelised kasvama ka kuivemates tingimustes.



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: