Forsvarsstoffer i planter kan opdeles i to grupper: fytoanticipiner og fytoalexiner.
Fytoanticipiner er stoffer som konstant forekommer i planter, parate til at angribe indtrængende bakterier og insekter. Herved vil der være et konstant depot af disse forsvarsstoffer hos planter. Fordelen ved dette depot med forsvarsstoffer er naturligvis, at planten så hurtigt og effektivt som overhoved muligt kan forsvare sig mod evt. bakterie- eller insektangreb. Ulempen er omvendt, at det er energikrævende for planten at opretholde sine forsvarsdepoter.
Fytoanticipiner er nærmere bestemt giftstoffer som ligger i vakuoler i plantevævet, hvor de her har en passiv form og dermed ikke er giftige. Det er først når vakuolen brydes, at stofferne omdannes til deres aktive form, som er giftig.
Fytoalexiner er i modsætning stoffer som ikke ligger klar i planten til eventuelle angreb, men dannes først når planten er blevet angrebet, hvilket betyder, at planten sparer energi. Desuden gør det planten i stand til at kunne producere de fytoalexiner, som er bedst egnede til netop at bekæmpe den specifikke angribende organisme. På denne måde kan fytoalexiner være mere specifikke end fytoanticipiner.
Afgørende for, hvilken gruppe af forsvarsstoffer, som en planten anvender ved angreb afhænger netop af, hvilket angreb og hvilke angribere der er tale om.
En gruppe specialiserede metabolitter ved navn cyanogene glukosider indeholder kvælstof og oplagres i en inaktiv form. Den biologisk aktive del af disse stoffer frigives når plantevævet ødelægges, hvori disse stoffer deponeres - fx i forbindelse med et insektangreb. Vakuolerne i plantevævet ødelægges herved, og de cyanogene glukosider kommer i kontakt med enzymer. På denne måde omdannes fytoanticipinen dhurrin til p-hydroxybenzaldehyd og HCN via enzymerne β-glukosidase og α-hydroxy-nitrilase, som over to omgang omdanner dhurrin til HCN. HCN er giftigt og dræber de fremmedartede og uønskede indtrængere ved at hæmme respirationskæden i mitokondrierne, hvorved de kvæles langsomt. Cyanid kan frigives fra mange af de plantearter, som vi i dag bruger som fødevarer, bl.a. byg, hvede, ris, mandler og kirsebærkerner samt kassavaplanten (uddybet senere). I de spiselige dele af de disse forædlede afgrøder frigives der dog så lidt cyanid, at menneskekroppen sagtens er i stand til at afgifte stoffet (undtagen kassavaplanten, som kan gennemgå en forarbejdning førend den kan spises). Æblekernerne er ligeledes giftige pga. deres høje indhold af cyanogene glukosider, og dette understreger derfor, at man ikke bør spise kernehuset hos æbler.
Forskning har samtidig vist, at planter er i stand til at udnytte skadelige oxidanter til bekæmpelse af fx parasitter via en såkaldt hypersentivering (HS). Ved HS dræber planten faktisk sine egne celler i de angrebne områder, hvorved parasitten ikke kan overtage dem. På denne måde dør parasitten, da den jo ikke har nogen værtscelle at overtage. I processen anvender planten oxiderende enzymer, som igangsætter dannelsen af oxidanterne H2O2, OH- og O2, som alle har en meget oxiderende effekt (større end en antioxiderende) på bl.a. planternes cellemembran, hvorved de umættede lipider i cellemembranen oxideres og på denne måde ødelægges. Således dør plantecellerne i de udsatte områder.
Nogle forsvarsstoffer er ikke giftige, før de er blevet aktiveret af lys. Dette gælder fx furanocoumariner, som tilhører fenylpropanoiderne. Sollys i UV-A området (320-400nm) bringer nogle furanocoumariner i en højenergitilstand. Aktiverede furanocoumariner kan hernæst bindes til pyrimidnbaserne cytosin og thymin i DNA, hvilket bevirker en blokering af transkription og DNA-reparationer hos celler - og dette kan hernæst føre til celledød. Planter som indeholder furanocuomariner er fx skærmplanter så som kæmpebjørneklo og skarntyde. Hos kæmpebjørneklo findes furanocoumarinet bergapten i særlig høj koncentration. På trods af mange års forældning af planter, indeholder nogle spiselige planter, så som selleri, pastinak og persille, stadig furanocoumariner - bl.a. psoralen. I selleriplanter især kan koncentrationen af furanocoumariner øges op til 100 gange hvis den udsættes for sygdom eller stress. Dog er der stadig ingen sundhedsskadelig effekt for mennesker ved at indtage disse planter.
Via bioteknologiske metoder forskes der i dag i at udvikle planter med et højt indhold af forsvarsstoffer. På denne måde vil man bl.a kunne reducere brugen af sprøjtemidler, da planterne jo således i langt højere grad selv vil være i stand til at forsvare sig imod angribende organismer. På denne måde vil vores miljø ikke blive belastet af sprøjtemidlerne, hvilket vil have en gavnlig effekt på bl.a. vandmiljøer. Et problem ved de GMO-skabte planter med særligt mange forsvarsstoffer er dog omvendt, at de kan udgøre en trussel i et naturligt økosystem, ved simpelthen at udkonkurre de naturligt eksisterende plantearter. Således vil de kunne ændre sammensætningen i økosystemer, hvilket ikke kun har effekt på omgivende planter, men ligeledes dyrelivet som er afhængige af plantesammensætningen. GMO-planterne vil samtidig ikke kunne udryddes med sprøjtemidler, da vi jo netop har gjort dem mere modstandsdygtige, så bekæmpelsesmulighederne indskrænkes, hvis udfaldet af dyrkelsen af disse planter ikke går som ventet.
Omvendt forskes der nu også i helt at fjerne forsvarsstoffer fra visse plantearter via GMO. Det gælder fx Kassavaplanten, er yderst tørketolerant og kan vokse mange steder uden store ressourcer, som i Afrika er en vigtig næringskilde for befolkningen (stor indhold af kulhydrater), men først efter at den er blevet afgiftet (denne proces forårsager at der udledes mellem 30.000 og 100.000 tons giftigt hydrogencyanid til vandløb, søer og atmosfære årligt). Hvis man via genmodificering fjernede plantens forsvarsstoffer, bl.a. så den ikke indeholder cyanogene glukosider, ville den blive modtagelig overfor parasit-, bakterie og insektangreb, hvorfor den bl.a. ikke vil udgøre en trussel for naturligt eksisterende økosystemer, og ligeledes ville det have en gavnlig effekt på miljøet, som herved spares for store giftudledninger årligt. Dog vil de manglende forsvarsstoffer omvendt gøre planten ekstra udsat for mikroorganismers angreb, hvorfor den ville behøve en eller anden form for hjælp for at kunne beskytte sig. Læs evt. mere om hvordan man ønsker at fremme kassavaplantens næringsmæssige værdi her.
Følgnede artikel beskriver endvidere hvilken effekt GMO-fødevarer kan have for vores landbrug: http://www.netpublikationer.dk/FVM/978-87-7083-562-6/kap07.htm
Fytoanticipiner er stoffer som konstant forekommer i planter, parate til at angribe indtrængende bakterier og insekter. Herved vil der være et konstant depot af disse forsvarsstoffer hos planter. Fordelen ved dette depot med forsvarsstoffer er naturligvis, at planten så hurtigt og effektivt som overhoved muligt kan forsvare sig mod evt. bakterie- eller insektangreb. Ulempen er omvendt, at det er energikrævende for planten at opretholde sine forsvarsdepoter.
Fytoanticipiner er nærmere bestemt giftstoffer som ligger i vakuoler i plantevævet, hvor de her har en passiv form og dermed ikke er giftige. Det er først når vakuolen brydes, at stofferne omdannes til deres aktive form, som er giftig.
Fytoalexiner er i modsætning stoffer som ikke ligger klar i planten til eventuelle angreb, men dannes først når planten er blevet angrebet, hvilket betyder, at planten sparer energi. Desuden gør det planten i stand til at kunne producere de fytoalexiner, som er bedst egnede til netop at bekæmpe den specifikke angribende organisme. På denne måde kan fytoalexiner være mere specifikke end fytoanticipiner.
Afgørende for, hvilken gruppe af forsvarsstoffer, som en planten anvender ved angreb afhænger netop af, hvilket angreb og hvilke angribere der er tale om.
En gruppe specialiserede metabolitter ved navn cyanogene glukosider indeholder kvælstof og oplagres i en inaktiv form. Den biologisk aktive del af disse stoffer frigives når plantevævet ødelægges, hvori disse stoffer deponeres - fx i forbindelse med et insektangreb. Vakuolerne i plantevævet ødelægges herved, og de cyanogene glukosider kommer i kontakt med enzymer. På denne måde omdannes fytoanticipinen dhurrin til p-hydroxybenzaldehyd og HCN via enzymerne β-glukosidase og α-hydroxy-nitrilase, som over to omgang omdanner dhurrin til HCN. HCN er giftigt og dræber de fremmedartede og uønskede indtrængere ved at hæmme respirationskæden i mitokondrierne, hvorved de kvæles langsomt. Cyanid kan frigives fra mange af de plantearter, som vi i dag bruger som fødevarer, bl.a. byg, hvede, ris, mandler og kirsebærkerner samt kassavaplanten (uddybet senere). I de spiselige dele af de disse forædlede afgrøder frigives der dog så lidt cyanid, at menneskekroppen sagtens er i stand til at afgifte stoffet (undtagen kassavaplanten, som kan gennemgå en forarbejdning førend den kan spises). Æblekernerne er ligeledes giftige pga. deres høje indhold af cyanogene glukosider, og dette understreger derfor, at man ikke bør spise kernehuset hos æbler.
Forskning har samtidig vist, at planter er i stand til at udnytte skadelige oxidanter til bekæmpelse af fx parasitter via en såkaldt hypersentivering (HS). Ved HS dræber planten faktisk sine egne celler i de angrebne områder, hvorved parasitten ikke kan overtage dem. På denne måde dør parasitten, da den jo ikke har nogen værtscelle at overtage. I processen anvender planten oxiderende enzymer, som igangsætter dannelsen af oxidanterne H2O2, OH- og O2, som alle har en meget oxiderende effekt (større end en antioxiderende) på bl.a. planternes cellemembran, hvorved de umættede lipider i cellemembranen oxideres og på denne måde ødelægges. Således dør plantecellerne i de udsatte områder.
Nogle forsvarsstoffer er ikke giftige, før de er blevet aktiveret af lys. Dette gælder fx furanocoumariner, som tilhører fenylpropanoiderne. Sollys i UV-A området (320-400nm) bringer nogle furanocoumariner i en højenergitilstand. Aktiverede furanocoumariner kan hernæst bindes til pyrimidnbaserne cytosin og thymin i DNA, hvilket bevirker en blokering af transkription og DNA-reparationer hos celler - og dette kan hernæst føre til celledød. Planter som indeholder furanocuomariner er fx skærmplanter så som kæmpebjørneklo og skarntyde. Hos kæmpebjørneklo findes furanocoumarinet bergapten i særlig høj koncentration. På trods af mange års forældning af planter, indeholder nogle spiselige planter, så som selleri, pastinak og persille, stadig furanocoumariner - bl.a. psoralen. I selleriplanter især kan koncentrationen af furanocoumariner øges op til 100 gange hvis den udsættes for sygdom eller stress. Dog er der stadig ingen sundhedsskadelig effekt for mennesker ved at indtage disse planter.
Via bioteknologiske metoder forskes der i dag i at udvikle planter med et højt indhold af forsvarsstoffer. På denne måde vil man bl.a kunne reducere brugen af sprøjtemidler, da planterne jo således i langt højere grad selv vil være i stand til at forsvare sig imod angribende organismer. På denne måde vil vores miljø ikke blive belastet af sprøjtemidlerne, hvilket vil have en gavnlig effekt på bl.a. vandmiljøer. Et problem ved de GMO-skabte planter med særligt mange forsvarsstoffer er dog omvendt, at de kan udgøre en trussel i et naturligt økosystem, ved simpelthen at udkonkurre de naturligt eksisterende plantearter. Således vil de kunne ændre sammensætningen i økosystemer, hvilket ikke kun har effekt på omgivende planter, men ligeledes dyrelivet som er afhængige af plantesammensætningen. GMO-planterne vil samtidig ikke kunne udryddes med sprøjtemidler, da vi jo netop har gjort dem mere modstandsdygtige, så bekæmpelsesmulighederne indskrænkes, hvis udfaldet af dyrkelsen af disse planter ikke går som ventet. Omvendt forskes der nu også i helt at fjerne forsvarsstoffer fra visse plantearter via GMO. Det gælder fx Kassavaplanten, er yderst tørketolerant og kan vokse mange steder uden store ressourcer, som i Afrika er en vigtig næringskilde for befolkningen (stor indhold af kulhydrater), men først efter at den er blevet afgiftet (denne proces forårsager at der udledes mellem 30.000 og 100.000 tons giftigt hydrogencyanid til vandløb, søer og atmosfære årligt). Hvis man via genmodificering fjernede plantens forsvarsstoffer, bl.a. så den ikke indeholder cyanogene glukosider, ville den blive modtagelig overfor parasit-, bakterie og insektangreb, hvorfor den bl.a. ikke vil udgøre en trussel for naturligt eksisterende økosystemer, og ligeledes ville det have en gavnlig effekt på miljøet, som herved spares for store giftudledninger årligt. Dog vil de manglende forsvarsstoffer omvendt gøre planten ekstra udsat for mikroorganismers angreb, hvorfor den ville behøve en eller anden form for hjælp for at kunne beskytte sig. Læs evt. mere om hvordan man ønsker at fremme kassavaplantens næringsmæssige værdi her.
Følgnede artikel beskriver endvidere hvilken effekt GMO-fødevarer kan have for vores landbrug: http://www.netpublikationer.dk/FVM/978-87-7083-562-6/kap07.htm
Ingen kommentarer:
Send en kommentar