Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe planten 'slechte' moleculen benutten voor goede doeleinden

Planten zijn opmerkelijke organismen die via verschillende fascinerende mechanismen schadelijke moleculen kunnen omzetten in nuttige stoffen

1, Fytoremediatie:Planten kunnen verontreinigende stoffen, zoals zware metalen en organische verontreinigingen, uit de omgeving absorberen en accumuleren. Eenmaal in de plant kunnen deze verontreinigende stoffen worden ontgift, geïmmobiliseerd of zelfs als voedingsstoffen worden gebruikt.

Voorbeeld:Zonnebloemen (Helianthus annus) staan ​​bekend om hun vermogen om zware metalen zoals lood en cadmium uit verontreinigde bodems te absorberen en te accumuleren.

2. Fytotransformatie:Planten kunnen schadelijke moleculen chemisch wijzigen in minder giftige of zelfs bruikbare verbindingen. Bij dit proces zijn vaak enzymen en metabolische routes in de plant betrokken.

Voorbeeld:Arabidopsis thaliana, een kleine bloeiende plant, kan de explosieve verbinding TNT (trinitrotolueen) metaboliseren tot minder schadelijke verbindingen.

3. Biologische afbraak:Sommige plantensoorten produceren enzymen die verontreinigende stoffen, zoals pesticiden of koolwaterstoffen, afbreken tot eenvoudiger en vaak onschadelijke stoffen.

Voorbeeld:Populieren (Populus spp.) produceren enzymen die bepaalde gechloreerde oplosmiddelen kunnen afbreken, die vaak worden aangetroffen in industrieel afval.

4, Rhizofiltratie:Dit proces maakt gebruik van de wortelsystemen van planten om zware metalen en andere verontreinigende stoffen uit water te absorberen en te accumuleren.

Voorbeeld:Waterhyacinten (Eichhornia crassipes) zijn effectief in het verwijderen van zware metalen zoals kwik en lood uit verontreinigd water.

5, Mycorrhiza-associaties:Planten kunnen symbiotische relaties aangaan met mycorrhiza-schimmels, waardoor hun vermogen om voedingsstoffen te absorberen en omgevingsstress te verdragen, inclusief de aanwezigheid van verontreinigende stoffen, wordt vergroot.

Voorbeeld:Mycorrhiza-schimmels geassocieerd met bepaalde planten kunnen hun weerstand tegen toxiciteit door zware metalen in verontreinigde bodems verbeteren.

6, Fytoextractie:Sommige planten zijn in staat hoge concentraties metalen of andere verontreinigingen in hun weefsels op te slaan. Deze planten kunnen worden geoogst en verwerkt om de waardevolle metalen te extraheren, wat een milieuvriendelijke aanpak biedt voor het terugwinnen van hulpbronnen uit afval.

Voorbeeld:Brassica juncea, algemeen bekend als Indiase mosterd, is een hyperaccumulatorplant die wordt gebruikt bij de fyto-extractie van zware metalen zoals nikkel en zink.

7, Vervluchtiging:Bepaalde planten kunnen vluchtige organische stoffen (VOC's) vrijgeven die helpen verontreinigende stoffen uit de bodem of het water te vervluchtigen.

Voorbeeld:Vetivergras (Chrysopogon zizanioides) laat VOS vrij die de afbraak en vervluchtiging van giftige stoffen in verontreinigde grond stimuleren.

8, Genetische manipulatie:Dankzij de vooruitgang in de biotechnologie kunnen wetenschappers planten genetisch modificeren om hun vermogen om verontreinigende stoffen te tolereren en te ontgiften te vergroten.

Voorbeeld:Onderzoekers hebben planten ontwikkeld met genen die coderen voor enzymen die specifieke verontreinigende stoffen kunnen afbreken, zoals herbiciden of zware metalen.

Deze voorbeelden demonstreren het opmerkelijke vermogen van planten om ‘slechte’ moleculen te benutten voor ‘goede’ doeleinden, en zo bij te dragen aan het opruimen van het milieu, het beheersen van vervuiling en duurzaam beheer van hulpbronnen.