Gewasse kan met dubbele probleme ondervind word deur insekte en 'n warm klimaat

Gewasse kan met dubbele probleme ondervind word deur insekte en 'n warm klimaat In die hitte kan tamatieplante nie die honger tabakhoringwurm, Manduca sexta, bestry nie. Van www.shutterstock.com

Insekte en die plante waarop hulle voed, is al millennia besig met 'n evolusionêre stryd: om te eet of nie geëet te word nie. Tot onlangs het die twee antagonistiese kante 'n vals soort behou. Met klimaatsverandering kan die warmer temperatuur egter die balans gee ten gunste van die insekte en die gevaar vir gewasse en die boere wat na hulle neig.

Ons navorsingspan aan die Michigan State University's Plantveerkragtigheidsinstituut gekyk na wat in warmer weer gebeur het horingwurmspesies het 'n tamatieplant aangeval. Die tamatie verloor. Ons het tydens die hittegolf 'n verrassende inruiling gesien: dit het homself verdedig teen die ruspes, maar hierdie poging het verhoed dat dit die skadelike gevolge van hitte kon hanteer. Dit het veroorsaak dat die plant oorverhit het, wat die ruspes se hand versterk het.

'N Studie deur navorsers in 2018 het voorspel dat elke graad van aardverwarming sal wees verhoog oesverlies van insekte met 10% tot 25% omdat insekbevolkings en hul eetlus in warm temperatuur styg. Ander klimaatsverwante veranderlikes, insluitend langdurige droogtes of vloede, sal waarskynlik hierdie verliese vererger.

Alhoewel wetenskaplikes hierdie uiteenlopende uitdagings vir voedselproduksie geïdentifiseer het, weet hulle nog steeds nie veel hoe die kombinasie van hitte en insekte die ingeboude verdedigingstelsels van die plante sal beïnvloed nie.

Plante voel en reageer gedurig op veranderinge in hul omgewings, insluitend die teenwoordigheid van plante-eetende insekte.

Hoe plante insekplae bekamp

Anders as diere, kan plante nie vir roofdiere hardloop of wegkruip nie. In plaas daarvan produseer plante 'n arsenaal van giftige chemikalieë wat aanval deur insekte en ander plantverbruikers afstoot.

Die vervaardiging van hierdie verbindings is duur, en dit stimuleer dikwels hul groei, sodat plante slegs hierdie chemiese verdedigingsarsenaal gebruik wanneer dit deur 'n kouende insek beskadig word. Hierdie proses word veroorsaak deur die plantwondhormoon, jasmonaat, wat die biosintese, verspreiding en berging van chemiese verdedigingsverbindings wat insekte afstoot, noukeurig beheer.

Ons het meer as 20 jaar bestudeer hoe jasmonaat beskerm plante van insekvreters. Ons het eers onlangs begin nadink oor hoe stygende wêreldtemperature hierdie algemene plantverdedigingsmeganisme beïnvloed.

Verhit en die honger ruspe

In ons studie het ons uitgedaagde tamatieplante met uilwurmsruspes onder normale temperatuuromstandighede: 82 grade F dae (ongeveer 28 grade C) en 64 grade F nagte (ongeveer 18 grade C). Ons het ook hittegolwe gesimuleer, met temperatuur bedags tot 100 F (38 C) en 'n paar dae snags tot 82 F (28 C).

Die plante reageer op die warmer temperatuur deur die produksie van jasmonaat te verhoog en gevolglik die produksie van verskillende verdedigingsverbindings te verhoog. Desondanks het insekte die plante meedoënloos in die hitte geëet.

Intussen het 'n parallelle studie deur ons span bevind dat matige toename in temperatuur bespoedig die metabolisme van die insekte sodat hulle vinniger geëet het en die plante meer skade berokken het. Alhoewel tamatieplante hard geveg het met hul chemiese reaksie, kon hulle nie die insekte se kragtige hitteverwante eetstimulus neutraliseer nie.

Modelle kan gewasverliese as gevolg van klimaatsverandering onderskat omdat hulle nie oorweeg hoe besmette plante op stygende temperature reageer nie.

Insekte + hitte = dubbele probleme

Plante gebruik twee strategieë om af te koel as die temperatuur te hoog word. Hulle sal hul piepklein blaar porieë, wat stomata genoem word, oopmaak en water vrylaat wat hulle baie verkoel, aangesien sweet mense verkoel. Plante bestry ook hittestres deur hul blare van die warm grond weg te lig, miskien op soek na 'n koel briesie.

Ons het in ons werk onverwags ontdek dat tamatieplante wat deur die ruspes uitgedaag word by die warmer temperatuur, nie hierdie dinge doen nie en dus nie die blare kon afkoel nie.

In ons opvolgeksperimente het ons gevind dat wanneer ruspes sy blare opgeëet het en die plant die hormoon jasmonaat aktiveer, dit die opening van die klein stomata versper en ook verhinder word dat blare opgelig het om af te koel. Die plant kon nie sy koelrespons ontplooi nie, en terselfdertyd is fotosintese (voedsel uit sonlig en koolstofdioksied) verminder.

Hierdie omstandighede vertraag die plant effektief. Dus, alhoewel tamatieplante goed met insekaanvalle of verhoogde temperatuur kan klaarkom, is dit 'n dubbele probleme as hierdie twee spanning terselfdertyd voorkom. Die resultaat is vinnige ontblaring deur honger ruspes plus oorverhitting van blaar.

Bestudeer plante in regte omgewings

Die rede waarom insekaanvalle die plante nie laat afkoel nie, bly 'n raaisel. Wanneer plante egter hul stomata toemaak tydens 'n insekaanval, bespaar hulle water deur te voorkom dat dit van die gewonde blare verdamp. Ons dink dat hierdie reaksie die plant kan bevoordeel as daar 'n tekort aan water is, wat dikwels die geval is tydens hittegolwe.

Ons beplan om hierdie vraag aan te spreek deur plante wat gekweek word in die ru-en-tuimel van natuurlike omgewings te bestudeer, eerder as onder hoogs beheerde laboratoriumtoestande. Ons glo dat sulke studies nodig is om gewasse te ontwikkel wat hitte- en wondspanning kan weerstaan.

Maak meer veerkragtige plante

Baie kenners skat dat die landbouproduktiwiteit binne die volgende 30 jaar moet verdubbel om aan die eise van 'n vinnig groeiende bevolking. Huidige opbrengstrojekte vir groot gewasse, gekombineer met die onsekere gevolge van 'n veranderende wêreldomgewing, dui daarop dat die wêreld met hierdie konvensionele landboupraktyk te kort sal gaan.

Die Verenigde Koninkryk Royal Society en ander wetenskaplike organisasies het 'n beroep op 'n Tweede Groen Revolusie wat die volhoubare intensivering van die landbou moontlik maak deur die ontwikkeling van gewasse wat meer veerkragtig is in die lig van toenemende omgewingstoestande.

Onlangse tegnologiese vooruitgang, van genomika en geenbewerking tot berekenings- en datawetenskaplike benaderings, bied navorsers ongekende geleenthede om hierdie doel te bereik. As ons 'n beter begrip van die ingewikkelde interaksies tussen hitte- en insekaanvalle het, hoop ons dat ons navorsing nuwe strategieë kan inlig om die veerkragtigheid van plante in 'n warm wêreld te verhoog.

Oor Die Skrywer

Gregg Howe, professor in biochemie en molekulêre biologie, Michigan State University en Nathan Havko, postdoktorale genoot in plantnavorsing, Michigan State University

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

Lewe Na Koolstof: Die Volgende Globale Transformasie Van Stede

by Peter Plastrik, John Cleveland
1610918495Die toekoms van ons stede is nie wat dit was nie. Die moderne stadsmodel wat wêreldwyd in die twintigste eeu gehou het, het sy nut oorleef. Dit kan nie die probleme oplos wat dit gehelp het om te skep nie - veral aardverwarming. Gelukkig kom 'n nuwe model vir stedelike ontwikkeling in stede om die realiteite van klimaatsverandering aggressief aan te pak. Dit verander die manier waarop stede ontwerp en gebruik maak van fisiese ruimte, ekonomiese welvaart genereer, verbruik, beskik oor hulpbronne, die natuurlike ekosisteme uitbuit en onderhou en voorberei vir die toekoms. Beskikbaar op Amazon

Die sesde uitwissing: 'n onnatuurlike geskiedenis

deur Elizabeth Kolbert
1250062187Oor die laaste half miljard jaar was daar vyf massa-uitsterwings, toe die verskeidenheid van lewe op aarde skielik en dramaties gekontrakteer is. Wetenskaplikes regoor die wêreld monitor tans die sesde uitsterwing, wat voorspel word dat dit die verwoestende uitsterfgeleentheid is sedert die asteroïde-impak wat die dinosourusse uitgewis het. Hierdie keer is die rampe ons. In prosa wat dadelik eerlik, onderhoudend en diep ingelig is, New Yorker skrywer Elizabeth Kolbert vertel ons hoekom en hoe mense die lewe op die planeet verander het op 'n manier wat geen spesie voorheen gehad het nie. Interweaving navorsing in 'n halfdosyn dissiplines, beskrywings van die fassinerende spesies wat reeds verlore gegaan het en die geskiedenis van uitwissing as 'n konsep, Kolbert bied 'n bewegende en omvattende verslag van die verdwynings wat voor ons oë voorkom. Sy wys dat die sesde uitsterwing waarskynlik die mens se mees blywende nalatenskap is, en dwing ons om die fundamentele vraag oor wat dit beteken om mens te wees, te heroorweeg. Beskikbaar op Amazon

Klimaat Oorloë: Die Stryd vir Oorlewing as die Wêreld Oorverhitte

deur Gwynne Dyer
1851687181Golwe van klimaatvlugtelinge. Dekades van mislukte state. All-out oorlog. Van een van die wêreld se groot geopolitieke ontleders kom 'n skrikwekkende blik op die strategiese realiteite van die nabye toekoms, wanneer klimaatsverandering die wêreld se magte dryf na die knippie-politiek van oorlewing. Prescient and unflinching, Klimaat Oorloë sal een van die belangrikste boeke van die komende jaar wees. Lees dit en vind uit waarna ons op pad is. Beskikbaar op Amazon

Van Die Uitgewer:
Aankope op Amazon gaan die koste om u te bring, te dek InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com gratis en sonder adverteerders wat jou blaaitoontjies dop. Selfs as jy op 'n skakel klik, maar nie hierdie geselekteerde produkte koop nie, enigiets anders wat jy in dieselfde besoek op Amazon koop, betaal ons 'n klein kommissie. Daar is geen bykomende koste vir u nie, dus dra by tot die moeite. Jy kan ook gebruik hierdie skakel Om te enige tyd vir Amazon te gebruik, sodat u ons pogings kan ondersteun.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

Facebook-ikoonTwitter-ikoonrss-ikoon

 Kry die nuutste per e-pos

Emailcloak = {af}

nuutste video's

Vyf klimaatsgeloof: 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat
Die vyf ongeloof oor klimaat: 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat
by John Cook
Hierdie video is 'n ongelukskursus in verkeerde inligting oor klimaat, wat die belangrikste argumente saamvat wat gebruik word om die werklikheid te betwyfel ...
Die Noordpoolgebied is al drie miljoen jaar nie so warm nie en dit beteken groot veranderinge vir die planeet
Die Noordpoolgebied is al drie miljoen jaar nie so warm nie en dit beteken groot veranderinge vir die planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elke jaar krimp die ysbedekking in die Arktiese Oseaan middel September tot 'n laagtepunt. Hierdie jaar meet dit net 1.44 ...
Wat is 'n stormstormvloed en waarom is dit so gevaarlik?
Wat is 'n stormstormvloed en waarom is dit so gevaarlik?
by Anthony C. Didlake Jr.
Toe orkaan Sally op Dinsdag 15 September 2020 na die noordelike Golfkus op pad was, het voorspellers gewaarsku oor 'n ...
Opwarming van die see bedreig koraalriwwe en kan dit binnekort moeiliker maak om hulle te herstel
Opwarming van die see bedreig koraalriwwe en kan dit binnekort moeiliker maak om hulle te herstel
by Shawna Foo
Enigiemand wat tans 'n tuin oppas, weet wat die hitte van plante kan doen. Hitte is ook bekommerd vir 'n ...
Sonvlekke beïnvloed wel ons weer, maar nie soveel soos ander dinge nie
Sonvlekke beïnvloed wel ons weer, maar nie soveel soos ander dinge nie
by Robert McLachlan
Is ons op pad na 'n periode met 'n laer sonaktiwiteit, dit wil sê sonvlekke? Hoe lank sal dit duur? Wat gebeur met ons wêreld ...
Vuil truuks wat klimaatwetenskaplikes in die gesig staar in drie dekades sedert die eerste IPCC-verslag
Vuil truuks wat klimaatwetenskaplikes in die gesig staar in drie dekades sedert die eerste IPCC-verslag
by Marc Hudson
Dertig jaar gelede, in 'n klein Sweedse stad genaamd Sundsvall, was die Interregeringspaneel oor Klimaatsverandering (IPCC) ...
Metaan-emissies het rekordbreekvlakke getref
Metaan-emissies het rekordbreekvlakke getref
by Josie Garthwaite
Navorsing toon dat die wêreldwye uitstoot van metaan die hoogste vlakke bereik het.
kelpbos 7 12
Hoe die woude van die wêreld se oseane bydra tot die verligting van die klimaatskrisis
by Emma Bryce
Navorsers soek na hulp met die opberg van koolstofdioksied onder die see.

Laaste Artikels

God het dit bedoel as 'n besteebare planeet: ontmoet die Amerikaanse predikant wat die ontkenning van klimaatsverandering predik
God het dit bedoel as 'n besteebare planeet: ontmoet die Amerikaanse predikant wat die ontkenning van klimaatsverandering predik
by Paul Braterman
U kom so gereeld voor op 'n stuk so buitengewoon dat u dit nie kan help nie. Een so 'n stuk is ...
Droogte en hitte saam Bedreig Amerikaanse weste
Droogte en hitte saam Bedreig Amerikaanse weste
by Tim Radford
Klimaatsverandering is regtig 'n brandende saak. Gelyktydige droogte en hitte is toenemend waarskynlik vir meer ...
China was net stomgeslaan oor die wêreld met sy toename in klimaatsaksie
China was net stomgeslaan oor die wêreld met sy toename in klimaatsaksie
by Hao Tan
China se president, Xi Jinping, het die wêreldgemeenskap onlangs verras deur sy land tot netto-vrystelling te verbind deur ...
Hoe verander klimaatsverandering, migrasie en 'n dodelike siekte by skape ons begrip van pandemies?
Hoe verander klimaatsverandering, migrasie en 'n dodelike siekte by skape ons begrip van pandemies?
by Hoofdgebruiker
'N Nuwe raamwerk vir patogeen-evolusie stel 'n wêreld bloot wat baie kwesbaarder is vir siekte-uitbrake as wat ons voorheen ...
Klimaatshitte smelt Arktiese sneeu en droog bosse
Wat lê voor die jeugklimaatbeweging
by David Tindall
Studente regoor die wêreld het einde September na die strate teruggekeer vir 'n wêreldwye dag van klimaatsoptrede vir die eerste ...
Historiese Amazone-reënwoud brand bedreigde klimaat en verhoog die risiko van nuwe siektes
Historiese Amazone-reënwoud brand bedreigde klimaat en verhoog die risiko van nuwe siektes
by Kerry William Bowman
Die brande in die Amasone-streek in 2019 was ongekend in die vernietiging daarvan. Duisende brande het meer as… gebrand.
Klimaatshitte smelt Arktiese sneeu en droog bosse droog
Klimaatshitte smelt Arktiese sneeu en droog bosse
by Tim Radford
Brande vlam nou onder Arktiese sneeu, waar eens die natste reënwoude eers gebrand het. Klimaatsverandering lewer onwaarskynlik op ...
Mariene hittegolwe word meer algemeen en intens
Mariene hittegolwe word meer algemeen en intens
by Jen Monnier, Enisa
Verbeterde "weervoorspellings" vir oseane hou hoop in om die verwoesting van visserye en ekosisteme regoor die wêreld te verminder