Växters påverkan på arbetsmiljön

De kan producera tusentals olika kemiska föreningar, var och en med unika biologiska egenskaper, säger Stefano Papazian.

De flesta av dessa kemiska föreningar, så kallade fytokemikalier, spelar en viktig roll inuti växten, till exempel för att skydda mot insekter som äter på bladen. Stefano Papazians forskning syftar till att försöka förstå hur växternas inre kemi hjälper dem att skydda sig mot skadedjur som fjärilslarver och bladlöss. Olika insekter orsakar olika skador på växten. Till exempel tuggar vissa fjärilslarver löv, medan bladlöss har en sugnäsa och genomborrar växten för att absorbera sågen.

Växter producerar många giftiga kemiska föreningar som kan försvaga eller fördröja tillväxten av fiender, men de måste samtidigt balansera med annan metabolisk aktivitet i växten, såsom fotosyntes. Stefano Papazians resultat visar att växter, förutom att producera skyddande ämnen mot larver och bladlöss, omvandlar sin sockerkomposition.

I sin studie studerade Stefano Papazian också hur ozonutsläpp i luften påverkar interaktionen mellan växter och insekter. I sin avhandling visar Stefano Papazian hur exponering för ozon påverkar insektstillväxten, men leder också till förändringar i växtmetabolism, vilket negativt påverkar fotosyntes och skydd. Detta kan hjälpa oss att förutsäga effekterna av klimatförändringar och mänskliga effekter på dessa känsliga ekosystem.

Växternas reaktion på kortsiktiga klimatförändringar är å andra sidan relativt väl dokumenterad, och slumpmässiga fysiologiska experiment av växter har pågått i flera år. Umeåforskare har utvecklat en ny metod för att analysera den kemiska sammansättningen av sockerarter som bildas under fotosyntesen och lagras arbetsmiljön årsringar eller herbariumprover. Med hjälp av herbariumprover försöker de nu ta reda på om ökningen av koldioxid under de senaste århundradena har ökat växtproduktiviteten, vilket förväntas enligt kortsiktiga experiment.

Naturliga specialatomer, isotoper, installeras under fotosyntesen i flera olika positioner i sockermolekylen. Forskarna visade att isotopernas placering delvis beror på växtens ämnesomsättning och delvis på temperaturen vid vilken växten lever. Därför är det möjligt att ta reda på genom isotoper i herbariumprover hur växternas metabolism förändrades vid en påverkan då koldioxidökningen ökade.

Dessutom kan forskare, med hjälp av växters från växter som bodde i olika områden, rekonstruera hur klimatet har förändrats på olika geografiska platser och sedan jämföra det med befintliga regionala klimatmodeller. På detta sätt kan de återskapa hur växter reglerade sin ämnesomsättning och samtidigt studera hur klimatförändringar påverkade växternas produktivitet över tidsperioder som inkluderar århundraden.