یک گروه بین المللی از محققان در مطالعه ای جدید متوجه شدند که غلظت پایین اکسیژن شرایط مهمی برای رشد گیاهان فراهم می کند.

گیاهان به‌ عنوان ریه‌ های سبز سیاره‌ ما عمل می‌ کنند. یک درخت بزرگ در واکنش‌ های فتوسنتز، بیش از ۱۲۰ کیلوگرم اکسیژن وارد اتمسفر زمین می‌ کند. در حوادث سیل، بافت‌ های گیاهی ممکن است دچار کمبود شدید اکسیژن شوند و هر وضعیت استرس‌ زا هر ساله  به خسارات قابل توجهی در تولید تمام محصولات کشاورزی اصلی نظیر برنج و گندم و جو منجر می‌ شود.

اکنون محققان گروه زیست‌ شناسی دانشگاه های «کپنهاگ» در دانمارک و  «پیزا» در ایتالیا و دانشگاه‌ های فنی «آخن»  و «هایدلبرگ» در آلمان در یک مطالعه جدید متوجه شدند که غلظت پایین اکسیژن (هیپوکسی) شرط مهمی برای رشد گیاه است.

سطوح پایین اکسیژن از طریق ترغیب پایداری پروتیینی به‌نام ZPR۲ که مسئول تکثیر و تمایز سلولی است، سرعت تولید برگ‌ های جدید را کنترل می‌ کند. از این‌ رو، بیشتر بافت‌ های گیاهی به‌ شدت از حضور هیپوکسی (غلظت پایین اکسیژن) ناشی از رویداد سیل دچار آسیب می‌شوند؛ اما این مطالعه‌ جدید نشان می‌ دهد که هیپوکسی لازمه حفظ سلول‌ های بنیادی است.

نتایج این مطالعه تاییدی است بر یافته‌ هایی که در سال‌های اخیر، درباره‌ کنترل متابولیسم گیاهی در شرایط بی‌ اکسیژنی به‌دست آمده است.

این مطالعات که در مجله‌های Nature و Nature Communications منتشر شدند، گامی مهمی درجهت درک ارتباط بین تولید ارگان‌ های جدید و پارامترهای محیطی مؤثر بر رشد و قابلیت تولید گیاه است .

با این حال نیاز به سطوح پایین اکسیژن برای حفظ سلول‌های بنیادی تنها منحصر به گیاهان نیست چراکه چندین نوع از سلول‌ های بنیادی جانوران و نیز انسان‌ ها همین ویژگی را دارند. این موضوع جالبی است؛ زیرا گیاهان و جانوران از لحاظ تکاملی با هم فاصله‌ زیادی دارند؛ اما هر دو از لحاظ سازمان‌ دهی چندسلولی در بافت‌ها بیشترین سطح پیچیدگی را دارند. ظاهرا ایجاد و حفظ شرایط بی‌ اکسیژنی لازمه‌ فعالیت کارخانه‌ های سازنده سلول‌های جدید است و بر این‌ اساس، ویژگی مذکور هم در گیاهان و هم در جانوران به‌ صورت مستقل توسعه پیدا کرده است.

اصلاح گران گیاهان اکنون با کمک یافته این مطالعه،  هدف جدیدی برای انتخاب واریته‌ های جدید محصولات کشاورزی دارند و متوجه شده اند واریته‌ هایی که از قابلیت تولید بیشتری در محیط‌ های ضعیف بهره می‌برند، سازگاری‌ شان با دمای بالاتر و وقوع سیلاب بیشتر است. علاوه‌ بر این، محققان با مقایسه سلول‌ های بنیادی گیاهان و جانوران به اسرار حفظ سلول‌های بنیادی و و تکامل اندام‌ها پی خواهند برد.

  نتایج این مطالعه در مجله‌  Nature منتشر شده است.