Botaaniset albiinot: Tiede klorofyllittömien kasvien takana – Earth.com Botaaniset albiinot:

Kuvittele albiino. Mitä sinulle tulee mieleen? Useimmat ihmiset varmaan kuvittelevat valkoisen hiiren, jolla on vaaleanpunaiset silmät. Tai ehkä valkoisen kanin. Koska albinismia esiintyy myös ihmisillä, joillekin saattaa tulla mieleen mielikuvia muotimalleista, kuten Shaun Rossista, mustasta albinismia sairastavasta miehestä, joka on haastanut kauneusstandardit nykyaikana. Ehkä vielä painostavampaa on, että toiset saattavat ajatella afrikkalaisia albiinoja, joita ahdistellaan ja tapetaan, koska heidän ruumiinosillaan uskotaan olevan maaginen merkitys.

Juttu on kuitenkin näin: albinismi ei ole todella tieteellinen termi. Se on puhekielinen termi pigmenttiä vailla oleville olennoille. Sana albiino tulee portugalin kielen sanasta ”pieni valkoinen”. Albo tarkoittaa ”valkoista” ja diminutiivisuffiksi -ino tarkoittaa ”pientä”. Sinänsä se pätee yhtä lailla eläimiin ja kasveihin, joilta puuttuu väriä.

Kun eläimiltä puuttuu väriä, se johtuu melaniinin puuttumisesta niiden ihosta ja karvoista. Kun kasveilta puuttuu väriä, se johtuu klorofyllin puuttumisesta. Vaikka melaniinin puuttumisella voi olla vaikutuksia eläinten selviytymiseen, koska niiden valkoinen väri tekee niistä petoeläimille silmiinpistävämpiä ja alttiimpia esimerkiksi ihosyövän kaltaisille sairauksille, albiinoeläimet kykenevät selviytymään, ja niitä on havaittu satunnaisesti luonnossa. (Monet luonnossa nähdyt valkoiset eläimet ovat itse asiassa leukistisia; niiltä puuttuu pigmentti monista solutyypeistä, mutta ne ovat yleensä havaittavissa normaalivärisillä silmillä).

Albiinokasvit, joilta puuttuu ravinnon valmistamiseen tarvittava klorofylli, kuolevat tyypillisesti taimina sen jälkeen, kun siemeniin varastoitunut energia on käytetty loppuun. Kasveja, joilla on kirjava vihreä-valkoinen lehdistö tai epätavallisen valkoiset kukat, ei pidetä albiinoina; vaikka niiden väritys voi olla lajille epätyypillinen, nämä kasvit pystyvät kuitenkin fotosyntetisoimaan normaalisti.

Harvinaisissa tapauksissa albiinokasvit pystyvät selviytymään. Laboratorio-olosuhteissa niitä voidaan kasvattaa suhteellisen suuriksi käyttämällä kasvualustaa, jonka avulla ne voivat imeä ravinteita, joita ne normaalisti tuottaisivat lehdissään, juuriensa kautta, mikä on ollut tiedossa jo tästä 1900-luvun alkupuolelta lähtien.

Albinismi on suhteellisen yleistä kasveissa, joita kasvatetaan laboratoriossa androgeenisen mikrosporaembryogeneesin avulla, joka on prosessi, jossa epäkypsiä urospuolisia sukusoluja käsitellään lämmöllä, gammasäteilyllä, kolkisiinilla tai etanolilla ja saatetaan muodostamaan alkioita ilman vastaavaa naaraspuolista sukusolua. Tätä prosessia käytetään usein viljelykasvien ja koristekasvien, kuten päivänliljojen, kehittämisessä, jotta haluttujen ominaisuuksien lisääntymiseen kuluvaa aikaa voidaan lyhentää. Kasvia ei tarvitse parittaa ja odottaa, että se muodostaa siemeniä, joista monissa ei ole haluttua ominaisuutta, kun ominaisuus voidaan eristää käyttämällä kyseisen ominaisuuden omaavan kasvin sukusoluja.

Syy näin käsitellyistä sukusoluista kasvatettujen albiinotaimien suureen esiintyvyyteen uskotaan johtuvan plastidien kehityksen häiriintymisestä. Terveissä kasveissa protoplastidit kypsyvät kloroplasteiksi, jotka pyörittävät fotosynteesiä. Nämä protoplastidit eivät kypsy kunnolla albiinoissa. Albiinojen ulkonäköä pidetään tässä yhteydessä yleensä huonona asiana: albiinokasvit ja koristekasvit eivät ole elinkelpoisia laboratorioympäristön ulkopuolella, joten ne ovat hyödyttömiä.

Mielenkiintoista on, että eräässä harvoista laajalle levinneistä tapauksista, joissa kasveissa esiintyy albinismia luonnossa, se saattaa itse asiassa olla sopeutumismekanismi. Kaliforniasta ja Oregonista kotoisin olevat rannikon punapuut (Sequoia sempervirens) lisääntyvät sekä siemenillä että imemällä, jolloin puun tyvestä lähtee versoja, jotka kasvavat itse puiksi. Joskus nämä versot kasvavat puiksi, joiden neulasista puuttuu osittain tai kokonaan vihreä pigmentti. Näitä epätavallisia puita tunnetaan noin 400; ensimmäinen löydettiin vuonna 1866. Vaikka ne näyttävät pinnallisesti itsenäisiltä organismeilta, ne säilyttävät yhteydet emokasviin ja voivat jopa vaihtaa ravinteita. Tämän vuoksi puiksi, joilla on albiinoneulaset, kasvavat imupistokkaat voivat itse asiassa saavuttaa aikuisuuden (vaikkakin kitukasvuisina). Vaikka ne eivät itse kykene fotosynteesiin, emokasvi toimittaa niille tarvittavat sokerit.

Joidenkin teorioiden mukaan nämä aavemaiset punapuut ovat loismaisia poikkeavuuksia, vähän enemmän kuin kasvitieteellisiä iilimatoja, jotka eivät onnistu laukaisemaan ja viettävät elämänsä vanhempiensa siivilöimänä, mutta uudet tutkimukset ovat osoittaneet, että ne itse asiassa auttavat emokasvia imemällä raskasmetalleja ja muita myrkkyjä. Niitä esiintyy enemmän alueilla, joiden maaperän tiedetään olevan raskasmetallien saastuttama, ja albiinopunapuiden on osoitettu sisältävän paljon enemmän sellaisia metalleja kuin nikkeliä, kadmiumia ja kuparia kuin ympäröivät, normaalisti pigmentoituneet puut.

Koska punapuilla on heksaploidinen genomi – mikä tarkoittaa, että niillä on kuusi kopiota geneettisestä koodistaan, toisin kuin ihmisen genomissa on kaksi kopiota – niillä on paljon suurempi mahdollisuus mutaatioiden esiintymiseen. Metallit voivat häiritä normaaleja fotosynteettisiä prosesseja, joten Coloradon yliopiston tutkimuksessa on spekuloitu, että nämä valkoiset puut toimivat itse asiassa terveiden veljiensä maksoina, jotka sitovat metalleja kudoksiinsa, joissa ne eivät voi vahingoittaa fotosynteettisiä vanhempiaan. Tämä tutkimus on tässä vaiheessa hieman spekulatiivinen, mutta jos se osoittautuu todeksi, sillä voi olla vaikutuksia myös muihin kasvilajeihin. Palsamipoppeli, haapa, koivu ja valkokuusi sekä ruohovartiset maitohorsmakasvit tuottavat satunnaisesti myös valkolehtisiä versoja.

Ilmiötä esiintyy myös joillakin mykoheterotrofisilla kasvilajeilla, jotka lisäävät fotosynteettisiä elintapojaan ravinteilla, jotka syntyvät symbioottisessa suhteessa juurisienien kanssa. Joskus kasvit muuttuvat spontaanisti albinistisiksi ja selviytyvät pelkästään tämän suhteen tuottamilla ravinteilla.

Vaikka paikallisen puutarhamyymälän käytäviltä ei löydy aitoja albiinokasveja, eräs kasvattaja on kehittänyt mosaiikkimaisen punapuun, jossa on valkoisia ja vihreitä neulasia ja joka saattaa olla pian saatavilla. Sinulla voi pian olla oma kasvitieteellinen kummituksesi.