Planten weren zich tegen ultraviolette straling

Al jaren bestuderen ecologen de effecten van ultraviolette straling op de groei van planten. Ze zijn vooral geïnteresseerd in de invloeden van de schadelijke UVB-component uit zonlicht. UVB-straling kan DNA beschadigen en de groei van planten vertragen. Zowel de hogere planten (zaadplanten) en de lagere planten en primitieve organismen zoals algen en bacteriën zijn in een experimentele situatie onderworpen aan extra UVB-straling en de resultaten zijn opmerkelijk.

Anders dan verwacht blijken de meeste plantaardige organismen in staat zich goed te beschermen tegen UVB. In reactie op een hogere dosis UVB produceren hogere planten en mossen pigmentachtige stoffen zoals flavonoïden en sporopollenine. Deze stoffen reflecteren of absorberen het UV-licht. Flavonoïden zijn aromatische verbindingen die zich in het stuifmeel maar ook in andere delen van de plant bevinden. Het zijn complexe moleculen die behalve de functie van pigment ook nog andere functies in de plantchemie vervullen. Sporopollenine, dat zich alleen in stuifmeel en sporen bevindt, bevat pigmentstoffen als coumaar- en feruulzuur. Door hun slechte afbreekbaarheid zijn ze nog terug te vinden in stuifmeel van duizenden jaar oud.

Ook algen en bacteriën weren zich tegen UVB-straling. Net zoals de zaadplanten produceren grote micro-algen zoals diatomeeën (eencellige kiezelalgen) pigmenten. 'Dit zijn mycosporine-achtige aminozuren, oftewel MAA's, chemisch gezien erg simpele stoffen,' zegt Peter Boelen, ecoloog aan de Vrije Universiteit. 'Ook cyanobacteriën produceren een pigmentstof, scytonemine. De kleinere micro-algen lossen het daarentegen weer anders op. In plaats van zich preventief te beschermen repareren ze de schade die UV-straling aan het DNA aanricht pas achteraf,' aldus de ecoloog.

Boelen promoveerde in 2002 op onderzoek naar de invloed van verhoogde UVB-straling op picoplankton, zwevende plantaardige organismen in zeeën en oceanen kleiner dan twee micrometer (een micrometer is een duizendste millimeter). Picoplankton bestaat voor het grootste deel uit bacteriën, kleine prokaryotische algen (prochlorofyten) en blauwalgen (cyanobacteriën). De landvariant bindt stikstof uit de lucht en leeft meestal in symbiose met plantenwortels. Boelen onderzocht mariene soorten die in tropische zeeën leven. In gebieden rondom de evenaar is het water erg helder en UVB-straling zou juist daar veel impact hebben. Hij concludeerde dat het DNA van micro-algen wel schade van UVB-straling ondervindt, maar dat de organismen vooral 's nachts de aangerichte schade weer repareren.

Een maat om schade aan het DNA uit te drukken is de concentratie van DNA-fotoproducten zoals cyclobutaan pyrimidine dimeren (CPD's) in de cel. CPD's worden gevormd als twee DNA-basen zich aan elkaar binden, bijvoorbeeld een dubbele binding van thymine. De cel is dan niet meer in staat zich te delen. Ook andere vitale functies van het DNA raken hierdoor verstoord. Om verder te kunnen functioneren moet deze cross-link eerst ongedaan gemaakt worden. Andere beschadigingen die als gevolg van UVB-straling kunnen optreden zijn breuken in de DNA-ketens.

Terug naar artikelen ozon en UV-straling

---

Annemieke VAN ROEKEL is freelance journalist
E-mail: avroekel@xs4all.nl
Website: www.vuurberg.nl