Budućnost poljoprivrede?

U današnjem svetu veliki je problem uništavanje ogromnog broja ekosistema na planeti Zemlji. Po proceni određenih istraživanja, samo 2,9% ekosistema na svetu mogu se smatrati netaknutim, to jest čitavim. U suštini, ovo znači i da su staništa mnogih vrsta biljaka, životinja i gljiva ugrožena, što, zajedno sa porastom globalne temperature i nivoa mora, promenom klimatskih uslova, kvaliteta i sastava vazduha, predstavlja egzistencijalnu pretnju celom čovečanstvu. Jedan od najvećih kontributora ovom problemu predstavlja prekomerno korišćenje zemljanih površina u poljoprivredne svrhe, što je naučnike usmerilo u traženju potencijalnih rešenja ovog problema.

U ovoj potrazi naučnici su naišli na jedno fascinantno otkriće 2024. godine, i to na ćelijskom nivou, koje ne samo da je pružilo mogućnost unapređenja poljoprivrede, već i potpuno novo shvatanje samih biohemijskih procesa kod eukariota. Naime, reč je o nitroplastima, organelama vrste Braarudosphaera bigelowii, jednoćelijske alge koja pripada grupi Haptophyta. Međutim, kako bismo razumeli zbog čega je ovo otkriće važno, moramo se pozabaviti samim nitroplastom. Dakle, kakva je to organela, koje su njene funkcije, koje je njeno poreklo, i kako bi ona bila značajna za nas?

Braarudosphaera bigelowii sa nitroplastom (strelica)

Izvor: https://kurious.ku.edu.tr/wp-content/uploads/2024/05/Screenshot-2024-05-28-at-15.09.54.png

Nitroplast je organela endosimbiotske prirode, što znači da je njena preteča bila određena bakterija koja je ušla u simbiozu sa jednoćelijskim pretkom Braarudosphaera bigelowii. U pitanju je bakterija poznata kao UCYN-A, koja pripada cijanobakterijama. Ona ima sposobnost fiksiranja molekulskog azota iz atmosfere i njegovog konvertovanja u određena nitratna i nitritna jedinjenja, amonijak, i sva ostala azotna jedinjenja potrebna algama za rast i razviće. U daljoj prošlosti ova dva organizma živela su, dakle, u simbiozi, no kao što i sa drugim endosimbiotskim organelama biva, u jednom trenutku bakterija UCYN-A počinje da gubi određen deo svog genoma namenjen sintetisanju njoj potrebnih proteina i kreće te iste proteine usvajati od same alge, čime postaje kompletno zavisna od svog domaćina. Ovako cijanobakterija postaje organela. Ovu teoriju takođe potkrepljuje i njena autonomna deoba i raspoređivanje u nove ćerke ćelije za vreme ćelijske deobe domaćina.

Endosimbiotska teorija

Izvor: https://astrobiology.com/wp-content/uploads/2024/04/The-nitroplast-revealed.png

Sama činjenica da ova organela postoji je neverovatna, s obzirom na to da su sve do sada naučnom svetu bile poznate samo dve organele ovakvog porekla, mitohondrija i hloroplast, bez kojih život na planeti Zemlji prosto ne bi bio isti. Otkrićem nitroplasta, pronađena je organela koja bi zaista mogla promeniti ceo svet, s obzirom na to da je sama fiksacija azota, za koju su odgovorne bakterije koje se nalaze u zemljištu, omogućila prelazak biljaka na kopno, što je promenilo tok istorije živog sveta planete Zemlje. Trenutno se razmišlja o uticaju koji bi ova organela mogla imati na dalji tok života na planeti, te samim tim i na ljude.

Upravo ovo razmišljanje naučnike navodi ka mogućem integrisanju ovih organela u biljke koje svakodnevno koristimo, poput pšenice i kukuruza. S obzirom na to da je manjak azotnih jedinjenja u zemljištu jedan od glavnih limitirajućih faktora, integrisanje ove organele znatno bi doprinelo boljim prinosima tokom godine, kao i smanjenju prostora za gajenje nama potrebnih biljaka, samim tim ublažavajući problem manjka hrane u svetu, kao i problem nestanka i fragmentacije ekosistema. 

Kukuruz

Izvor: https://www.mocbilja.rs/wp-content/uploads/2023/05/kukuruz.jpg

U svakom slučaju, pronalazak nitroplasta zaista jeste revolucionarno naučno otkriće, i uprkos tome što sam način njihovog integrisanja bar još par godina neće biti u potpunosti poznat, ova zanimljiva organela, tek treća ovakvog tipa, svakako će znatno proširiti shvatanje samih ćelijskih organela, kao i njihov neverovatan značaj za razvoj čitavog živog sveta. Samim tim, može se čak reći da je njihovo otkriće jedan od najvećih iskoraka u nauci  21. veka, i da smo baš mi ti koji imamo čast da ga vidimo iz prve ruke.

Izvori:

• https://www.frontiersin.org/journals/forests-and-global-change/articles/10.3389/ffgc.2021.626635/full
• https://asm.org/articles/2024/june/beyond-endosymbiosis-discovering-first-nitroplast
• https://web.archive.org/web/20240414144507/https://www.nature.com/articles/d41586-024-01046-z