Botaniska albinos: Vetenskapen bakom växter utan klorofyll

Föreställ dig en albino. Vad tänker du på? De flesta tänker nog på en vit mus med rosa ögon. Eller kanske en vit kanin. Eftersom albinism förekommer även hos människor kan vissa trolla fram bilder av fotomodeller som Shaun Ross, en svart man med albinism som har utmanat skönhetsnormerna i modern tid. Kanske ännu mer angeläget är det att andra tänker på de albiner i Afrika som trakasseras och dödas för att deras kroppsdelar tros ha en magisk betydelse.

Här är dock saken: albinism är inte en verkligt vetenskaplig term. Det är en vardaglig term för varelser som saknar pigment. Ordet albino kommer från portugisiskan och betyder ”liten vit”. Albo betyder ”vit” och det diminutiva suffixet -ino betyder ”liten”. Som sådant gäller det lika mycket för djur och växter som saknar färg.

När djur saknar färg beror det på avsaknad av melanin i hud och hår. När växter saknar färg beror det på avsaknad av klorofyll. Även om avsaknaden av melanin kan ha konsekvenser för djurens överlevnad eftersom deras vita färg gör dem mer iögonfallande för rovdjur och mer mottagliga för sjukdomar som hudcancer, kan albino-djur överleva och observeras sporadiskt i det vilda. (Många vita djur som ses i naturen är i själva verket leucistiska; de saknar pigment i många celltyper men kan vanligtvis urskiljas av normalt färgade ögon).

Albinoväxter, som saknar det klorofyll de behöver för att tillverka föda, dör vanligtvis som plantor efter att den energi som lagrats i fröet har förbrukats. Växter med brokiga grönvita blad eller med onormalt vita blommor betraktas inte som albino; även om deras färgning kan vara atypisk för en viss art, kan dessa växter ändå fotosyntetisera normalt.

I sällsynta fall kan albinoväxter överleva. I laboratoriemiljöer kan de odlas till relativt stora storlekar med hjälp av ett odlingsmedium som gör det möjligt för dem att absorbera de näringsämnen som de normalt skulle producera i sina blad genom sina rötter, vilket har varit känt sedan detta tidiga 1900-tal.

Albinism är relativt vanligt hos växter som odlas genom i labb genom androgen mikrosporeembryogenes, en process genom vilken omogna manliga könsceller behandlas med värme, gammastrålning, kolchicin eller etanol och induceras att bilda embryon utan närvaro av en matchande kvinnlig könsceller. Denna process används ofta vid utveckling av grödor och prydnadsväxter som t.ex. dagliljor för att förkorta den tid det tar att reproducera önskvärda egenskaper. Man behöver inte para växten och vänta på att den ska bilda frön, varav många inte kommer att uppvisa den önskade egenskapen, när egenskapen kan isoleras genom att använda gameten från den växt som uppvisar den egenskapen.

Man tror att orsaken till den höga förekomsten av albino-plantor som odlas från sådana behandlade gameter beror på störningar i plastidutvecklingen. I friska växter mognar protoplastiderna till kloroplaster som driver fotosyntesen. Dessa protoplastider mognar inte ordentligt i albinos. Albinos betraktas vanligtvis som en dålig sak i detta sammanhang: albino grödor och prydnadsväxter är inte livskraftiga utanför en laboratoriemiljö och är därför värdelösa.

Interessant nog kan albinism i ett av de få utbredda fallen av albinism hos växter i det vilda faktiskt vara en anpassningsmekanism. Kustmammutträd (Sequoia sempervirens), som är inhemska i Kalifornien och Oregon, förökar sig genom både frön och suckering, där skott skickas ut från trädets bas och växer till egna träd. Ibland växer dessa sugrör ut till träd som helt eller delvis saknar grönt pigment i nålarna. Man känner till cirka 400 av dessa ovanliga träd. Det första upptäcktes 1866. Även om de på ytan verkar vara självständiga organismer behåller de i själva verket kopplingar till moderplantan och kan till och med utbyta näringsämnen. På grund av detta kan suggavlingar som växer till träd med albino-nålar faktiskt nå vuxen ålder (även om de är förkrympta). Även om de inte själva kan fotosyntetisera får de det nödvändiga sockret från moderplantan.

Och även om vissa har teoretiserat att dessa spöklika redwoods är parasitära anomalier, lite mer än botaniska iglar som misslyckas med att starta och tillbringar sina liv med att svampa på sina föräldrar, har ny forskning föreslagit att de i själva verket hjälper moderplantan genom att absorbera tungmetaller och andra gifter. Det finns en högre förekomst i områden som är kända för att ha jordar som är förorenade av tungmetaller, och albino redwoods har visat sig innehålla mycket högre halter av sådana metaller som nickel, kadmium och koppar än omgivande, normalt pigmenterade träd.

Eftersom redwoods har hexaploida genomer – vilket innebär att de har sex kopior av sin genetiska kod i motsats till de två som finns i människans genomer – har de en mycket större chans att uppvisa mutationer. Metaller kan störa normala fotosyntetiska processer och därför har det spekulerats i en studie från University of Colorado att dessa vita träd i själva verket fungerar som lever för sina friska bröder och binder metaller i sina vävnader, där de inte kan skada sina fotosyntetiserande föräldrar. Denna forskning är i dagsläget något spekulativ, men om den bevisas kan den få konsekvenser även för andra växtarter. Balsampoppel, asp, björk och vitgran, liksom örtartade mjölkörtväxter, producerar också ibland vitbladiga skott.

Fenomenet förekommer också hos vissa arter av mykoheterotrofa växter – som utökar sina fotosyntetiska vanor med näringsämnen som produceras genom ett symbiotiskt förhållande med rotsvampar. Ibland omvandlas växterna spontant till albinism och överlever enbart på de näringsämnen som produceras av detta förhållande.

Och även om du inte kommer att hitta riktiga albinoplantor som spökar i gångarna på ditt lokala trädgårdscenter, har en förädlare utvecklat en mosaikrödgran, med vissa vita nålar och vissa gröna nålar, som kanske snart kommer att finnas tillgänglig. Du kan snart få ett eget botaniskt spöke.