מה גורם לצמחים להכות שורשים באוויר?

במחקר חדש שמתפרסם ב-Science, חוקרים הצליחו לבודד את הגנים בצמח שגורמים לשורשים לצמוח באוויר במקום באדמה, ובכך לשרוד מצבי עקה שנוצרו מקעקע שניזוקה

צמחים רבים מייצרים את השורשים שלהם מעל הקרקע, דוגמת הקיסוס שמשתמש בשורשיו בכדי לטפס על מבנים ועץ הפיקוס שמשתמש בהם כדי לתמוך בענפיו הגדולים. אם כך, מה גורם לצמחים מסוימים ליצור שורשים ב”מקום הלא נכון”? מחקר חדש בהובלתו של פרופ’ עידן עפרוני מהפקולטה לחקלאות באוניברסיטה העברית, שפורסם בכתב העת היוקרתי Science, חושף את המנגנון שגורם לשורשים לצמוח באוויר. בעזרת מחקר גנטי קפדני ובידוד הגנום של מספר צמחים נפוצים, צוות המחקר הצליח לזהות את התאים שמאפשרים את התופעה המיוחדת.

פרופ’ עופרי, יחד עם  מועתסם עומרי וד”ר נעמה גיל-ירום, בדקו את המטען הגנטי של בטטה, שעועית, עגבנייה, אורז, תירס, חיטה וצמחים נפוצים נוספים, ומצאו שהם חולקים מערכת בקרת שורשים כפולה, שמאפשרת להם גם להשריש באוויר, אם יצטרכו. החוקרים השתמשו בטכניקות חדשניות כדי לסנן מקרוב אלפי תאים, עד שהצליחו לזהות את אלה ששולטים ביכולת הצמח ליצור שורשים באוויר.

“היכולת לייצר שורשי אוויר היא יתרון רב לצמח”, הסביר  פרופ’ עפרוני. “במקרה שהשורשים התת-קרקעיים מוצפים או ניזוקים, הצמח יכול להצמיח שורשי אוויר ולשרוד”, הוסיף. צמחים פיתחו את התכונה הזו מוקדם באבולוציה שלהם והיא נשמרה המרבית הצמחים הקיימים היום.

למרות הממצאים שממחישים נחישות של הצמחים להישאר בחיים, מה שמועיל בטבע עשוי להוות חיסרון בחקלאות. על מנת לאפשר לחקלאים לגדל צמחים עמידים למחלות קרקע, צמחים רבים מושתלים עם מערכת שורשים של צמח אחד ומערכת נוספת של צמח אחר מעל פני הקרקע. עם זאת, במידה והצמח המושתל יצמיח שורש אווירי לפני השורש הקרקעי, מאמץ ההשתלה יהפוך לחסר תועלת. המחקר החדש מציע פתרון לבעיה על ידי פיתוח צמחים ללא שורשי אוויר כלל.

למחקר יש השלכות יישומיות משמעותיות. פרופ’ עפרוני: ”בעתיד אנו מקווים למצוא את הדרך לשנות את קוד ה-DNA של הצמח, על מנת לייצר מערכות שורש מותאמות אישית מעל ומתחת לאדמה. כדי להפיק את המרב מהאדמה שיש לנו, עלינו לייעל את ניצול המשאבים של גידולי המזון שלנו. מדובר במשימה מרתיעה ומורכבת, אבל, צעד אחר צעד, אנחנו מגיעים לשם”

עוד בנושא באתר הידען:

• חוקרים החזירו מקטע גנטי של חיטת הבר לחיטה מודרנית ושיפרן יעילות מערכת השורשים
• פטריות המסוגלות לפרק עץ
• השורשים של הצמחים גדלים בתנועת הברגה – ממש כמו מקדחה החודרת לקיר