Albinosul botanic: Știința din spatele plantelor fără clorofilă

Imaginați-vă un albinos. La ce vă gândiți? Majoritatea oamenilor își imaginează probabil un șoarece alb, cu ochii roz. Sau poate un iepure alb. Deoarece albinismul apare și la oameni, unii ar putea evoca imagini cu modele de modă precum Shaun Ross, un bărbat de culoare cu albinism care a provocat standardele de frumusețe în epoca modernă. Poate mai apăsător, alții încă s-ar putea gândi la oamenii albinoși din Africa care sunt hărțuiți și uciși pentru că se crede că părțile corpului lor au o semnificație magică.

Iată care este însă problema: albinismul nu este un termen cu adevărat științific. Este un termen colocvial pentru creaturile lipsite de pigment. Cuvântul albinos este derivat din portugheză pentru „micuț alb”. Albo înseamnă „alb”, iar sufixul diminutival -ino înseamnă „mic”. Ca atare, se aplică în egală măsură animalelor și plantelor cărora le lipsește culoarea.

Când animalelor le lipsește culoarea, acest lucru se datorează absenței melaninei din piele și păr. Când plantele nu au culoare, aceasta se datorează absenței clorofilei. În timp ce absența melaninei poate avea impact asupra supraviețuirii animalelor, deoarece colorația lor albă le face mai vizibile pentru prădători și mai sensibile la afecțiuni precum cancerul de piele, animalele albinoase sunt capabile să supraviețuiască și sunt observate sporadic în sălbăticie. (Multe animale albe observate în sălbăticie sunt de fapt leucistice; acestea nu au pigment în multe tipuri de celule, dar sunt de obicei perceptibile cu ochii de culoare normală).

Plantele albinoase, lipsite de clorofila de care au nevoie pentru a fabrica hrană, mor de obicei ca răsaduri după ce energia stocată în semințe este consumată. Plantele cu frunze pestrițe, verzi și albe sau cu flori anormal de albe nu sunt considerate albinoase; deși colorația lor poate fi atipică pentru o anumită specie, aceste plante sunt totuși capabile să facă fotosinteza în mod normal.

În cazuri rare, plantele albinoase sunt capabile să supraviețuiască. În laboratoare, ele pot fi cultivate până la dimensiuni relativ mari folosind un mediu de cultură care le permite să absoarbă prin rădăcini substanțele nutritive pe care le-ar produce în mod normal în frunzele lor, lucru cunoscut încă de la acest început de secol XX.

Albinismul este relativ frecvent la plantele cultivate în laborator prin embriogeneză androgenică a microsporilor, un proces prin care gameții masculi imaturi sunt tratați cu căldură, radiații gamma, colchicină sau etanol și sunt induși să formeze embrioni fără prezența unui gameți feminin corespunzător. Acest proces este adesea utilizat în dezvoltarea culturilor și a plantelor ornamentale, cum ar fi crinii de zi, pentru a reduce timpul necesar pentru reproducerea trăsăturilor dorite. Nu este nevoie să se împerecheze planta și să se aștepte ca aceasta să formeze semințe, dintre care multe nu vor prezenta trăsătura dorită, atunci când trăsătura poate fi izolată prin utilizarea gameților plantei care prezintă acea trăsătură.

Se crede că cauza incidenței ridicate a răsadurilor albinoase cultivate din astfel de gameți tratați se datorează interferenței în dezvoltarea plastidiilor. La plantele sănătoase, protoplastidele se maturizează în cloroplaste, care alimentează fotosinteza. Aceste protoplastide nu se maturizează în mod corespunzător la albinoși. Apariția albinoșilor este, de obicei, privită ca un lucru rău în acest context: culturile și plantele ornamentale albinoase nu sunt viabile în afara unui cadru de laborator și, prin urmare, sunt inutile.

În mod interesant, în unul dintre puținele cazuri răspândite de albinism la plantele din mediul sălbatic, acesta poate fi, de fapt, un mecanism adaptativ. Secuii roșii de coastă (Sequoia sempervirens), originari din California și Oregon, se reproduc atât prin semințe, cât și prin drajonare, în care lăstarii sunt trimiși de la baza copacului și cresc și devin ei înșiși copaci. Uneori, acești drajoni se transformă în arbori parțial sau total lipsiți de pigmentația verde a acelor. Sunt cunoscuți aproximativ 400 de astfel de arbori neobișnuiți; primul a fost descoperit în 1866. Deși la suprafață par a fi organisme independente, de fapt, ei păstrează legături cu planta mamă și pot chiar face schimb de substanțe nutritive. Din acest motiv, drajonii care cresc în copaci cu ace albinoase pot ajunge la vârsta adultă (chiar dacă într-o formă atrofiată). Deși nu sunt ei înșiși capabili să facă fotosinteză, ei sunt alimentați cu zaharurile necesare de către planta mamă.

În timp ce unii au teoretizat că acești sequoia fantomatici sunt anomalii parazitare, puțin mai mult decât lipitori botanice care nu reușesc să se lanseze și își petrec viața ștergând cu buretele de la părinții lor, noi cercetări au sugerat că, de fapt, ei ajută planta mamă prin absorbția metalelor grele și a altor toxine. Există o incidență mai mare în zonele în care se știe că solurile sunt contaminate cu metale grele și s-a demonstrat că sequoia albinoasă conține o rată mult mai mare de metale precum nichel, cadmiu și cupru decât arborii din jur, în mod normal pigmentați.

Pentru că sequoia are un genom hexaploid – ceea ce înseamnă că are șase copii ale codului său genetic, spre deosebire de cele două din genomul uman – are o șansă mult mai mare de a prezenta mutații. Metalele pot interfera cu procesele fotosintetice normale, astfel că s-a speculat într-un studiu al Universității din Colorado că acești arbori albi servesc, de fapt, drept ficat pentru frații lor sănătoși, sechestrând metalele în țesuturile lor, unde acestea nu pot dăuna părinților lor fotosintetizanți. Această cercetare este oarecum speculativă în acest moment, dar, dacă se dovedește, ar putea avea implicații și pentru alte specii de plante. Plopul de balsam, plopii, plopii tremurător, mesteacănul și molidul alb, precum și plantele erbacee de lăptișor de matcă, toate produc ocazional și lăstari cu frunze albe.

Fenomenul apare, de asemenea, la unele specii de plante micoheterotrofe – care își sporesc obiceiurile fotosintetice cu nutrienți produși printr-o relație simbiotică cu ciupercile de rădăcină. Uneori, plantele se vor converti spontan la albinism și vor supraviețui numai cu nutrienții produși de această relație.

Deși nu veți găsi plante albinoase adevărate bântuind pe culoarele centrului de grădinărit local, un ameliorator a dezvoltat un sequoia mozaicat, cu unele ace albe și unele ace verzi, care ar putea fi disponibil în curând. Ați putea fi în curând gazda unei fantome botanice proprii.

.