Çfarë lidhje ekziston midis metanolit, bimëve dhe kafshëve?

Metanoli dhe bimët

Emetimi i përbërësve organikë prej bimëve konsiderohet deri më tani si burimi më i madh metanolit (MeOH)¹, i cili për nga bollëku renditet i treti në atmosferë pas dioksidit të karbonit dhe izoprenit^2,3. Burimi kryesor i çlirimit të MeOH prej bimëve është pjesa e sipër-tokës⁴. Gjatë natës, MeOH grumbullohet në hapësirat ndërqelizore të gjetheve (në formë të tretur ose në gjendje gazore) kur poret e gjetheve janë të mbyllura. Me ardhjen e mëngjesit, poret hapen dhe çlirojnë një sasi të konsiderueshme të MeOH. Intensiteti i çlirimit të MeOH varet prej moshës zhvillimore të bimës, momentit ditor dhe faktorëve të tjerë^1,5, ndërsa sasia e çliruar varion prej një minimumi 0.38 µg për gr peshë e freskët (pf)^-1 për orë (h)^-1 gjatë natës tek një maximum prej 7 µg gr pf h gjatë mëngjesit. Në kushte stresi kjo vlerë mund të 10-fishohet. Veç kësaj, studime të tjera kanë treguar gjithashtu se bimët e dëmtuara (p.sh. jonxha – bimë ushqimore për kafshë) çlirojnë sasi të madhe të MeOH sidomos kur ato ‘sulmohen’ prej gjallesave bimëngrënëse (p.sh. insektet). Kjo shërben si një sinjal mbrojtjeje për bimët komshie duke i bërë këto të fundit të intoksikojnë agresorët përpara ndonjë sulmi të mundshëm⁶.

Metanoli:

• mund të metabolizohet prej indeve bimore
• shumica e tij arrin gjethen dhe avullon
• pakica e tij oksidohet në fomaldehide pa pasur nevojë për praninë e enzimave duke u përfshirë kështu në sintezën e serinës, metioninës dhe fosfatidilkolinës
• mund të oksidohet në dioksid karboni (CO₂) në praninë e enzimave
• mund të përfshihet në procesin e rritjes së gjethes gjatë zhvillimit të bimës
• mund të prodhohet në muret qelizorë gjatë demetilesterifikimit të pektinës, një fibër që gjendet në fruta (më shumë informacion do të sjellim në artikujt vijues)

Aspektet e mësipërme janë të rëndësishme për rritjen dhe zhvillimin e bimës, pjalmimin, pjekjen e frutit dhe gjithashtu në përgjigjen e qelizave bimore ndaj stresorëve të jashtëm.

Metanoli dhe kafshët

Siç e përmendëm edhe më sipër, bimët çlirojnë MeOH gjatë rritjes, zhvillimit ose në përgjigje të ndonjë ‘agresori’ bimëngrënës. MeOH i gaztë luan një rol të rëndësishëm në sinjalizimin e komunitetit ndërbimësor. MeOH është toksik për disa insekte ^7,8 dhe ndërmjetëson veprime mbrojtëse për bimët kundra disa barngrënësve⁹. Nga ana tjetër, MeOH tërheq insekte të caktuara (p.sh.brumbujt e lëvores), ndërkohë që alkoole të tjera (p.sh. etanoli) nuk krijojnë tërheqje të tillë. Gjatë një eksperimenti, çlirimi i MeOH gjatë ushqimit të larvave Manducta Sexta me bimë Nikotiana luajti një rol të rëndësishëm për këtë insekt dhe uli performancën mbrojtëse të bimës¹⁰. Për më tepër, MeOH i lëshuar prej bimëve të dëmtuara është parë të jetë tërheqës gjithashtu për disa kavie të testuara në laborator. Eksperimenti tregoi se MeOH në gjakun e këtyre kavieve u rrit dhe u vu re ndryshim në shprehjen e gjeneve përgjegjës për përgjigjen ndaj MeOH. Kjo na tregon se çlirimi i MeOH prej bimëve të dëmtuara, jo vetëm shërben si një sinjalizues ndërbimor, por shërben gjithashtu edhe si një molekule sinjalizuese në komunikimin bimë-kafshë ¹¹.

Referenca

1. Huve K, Christ M, Kleist E, Uerlings R, Niinemets U, Walter A, Wildt J. Simultaneousgrowth and emission measurements demonstrate an interactive control of methanolrelease by leaf expansion and stomata.J Exp Bot58: 1783–1793, 2007.
2. Seco R, Peñuelas J, Filella I. Short-chain oxygenated VOCs: emission and uptake byplants and atmospheric sources, sinks, and concentrations. Atmos Environ41: 2477–2499, 2007.
3. Guenther A, Hewitt CN, Erickson D, Fall R, Geron C, Graedel T, Harley P, Klinger L,Lerdau M, Mckay WA, Pierce T, Scholes B, Steinbrecher R, Tallamraju R, Taylor J,Zimmerman P. A global model of natural volatile organic compound emissions.JGeophys Res Atmospheres100: 8873–8892, 1995.
4. Oikawa PY, Giebel BM, Sternberg da SLO L, Li L, Timko MP, Swart PK, Riemer DD,Mak JE, Lerdau MT. Leaf and root pectin methylesterase activity and13C/12C stableisotopic ratio measurements of methanol emissions give insight into methanol pro-duction in Lycopersicon esculentum.New Phytol191: 1031–1040, 2011.
5. Nemecek-Marshall M, MacDonald RC, Franzen JJ, Wojciechowski CL, Fall R. Meth-anol emission from leaves (enzymatic detection of gas-phase methanol and relation ofmethanol fluxes to stomatal conductance and leaf development). Plant Physiol108:1359–1368, 1995.
6. Baldwin IT, Halitschke R, Kessler A, Schittko U. Merging molecular and ecologicalapproaches in plant-insect interactions.Curr Opin Plant Biol4: 351–358, 2001.
7. Dixit S, Upadhyay SK, Singh H, Sidhu OP, Verma PC. Enhanced methanol productionin plants provides broad spectrum insect resistance.PloS One8: e79664, 2013.
8. Liu XH, Pan H, Mazur P. Permeation and toxicity of ethylene glycol and methanol inlarvae ofAnopheles gambiae.J Exp Biol206: 2221–2228, 2003.
9. Baldwin IT, Halitschke R, Kessler A, Schittko U. Merging molecular and ecologicalapproaches in plant-insect interactions.Curr Opin Plant Biol4: 351–358, 2001.
10. Volpi C, Janni M, Lionetti V, Bellincampi D, Favaron F, D’Ovidio R. The ectopicexpression of a pectin methyl esterase inhibitor increases pectin methyl esterificationand limits fungal diseases in wheat.Mol Plant Microbe Interact24: 1012–1019, 2011.
11. Dorokhov YL, Komarova TV, Petrunia IV, Kosorukov VS, Zinovkin RA, ShindyapinaAV, Frolova OY, Gleba YY. Methanol may function as cross-kingdom signal.PLoS One7: e36122, 2012.