Etter en våt høst og en kald vinter er det fantastisk å få oppleve våren og sommeren når alt våkner til liv og “strøymer på meg så eg knapt kan anda”, som Aasmund Olavsson Vinje skrev.

På vei gjennom en skog eller en park oppleves blomsterprakten, fuglenes sang og ikke minst de store løvtrærne med sine mektige kroner som fanger morgensolens stråler.

Alt liv på jorden avhenger av disse grønne bladenes evne til å gjøre solskinn om til sukker. Plantene er kjemiske fabrikker – de er jordens primærprodusenter – og vi er avhengige av dem. Nesten alt vi spiser kommer fra planter, enten direkte eller gjennom dyr som har spist planter. Luften vi puster, bomullen i klærne vi har på oss, huset vi bor i og medisinene vi tar for å bli friske – alt stammer fra planter.

Kunnskap om planter er viktig

Mye av det vi vet om arv og miljø stammer nettopp fra forskning på planter. Da Georg Mendel utviklet sine arvelover var det erteplanten han studerte. 100 år etter gjenoppdagelsen av Mendels arvelover, i år 2000, ble vårskrinneblom den første planten som fikk hele sitt arvemateriale kartlagt.

Sekvenseringen av vårskrinneblomgenomet ga oss økt forståelse av plantenes fantastiske liv og om sammenhengen mellom alt levende. Genforskningen gir oss nemlig kunnskap om livet selv, om DNA-et og genene som utgjør deler av oppskriften på proteiner, som i sin tur er med og styrer veksten og utviklingen av alt liv.

De siste ti-årene har gitt oss ny og bedre kunnskap om hvordan genene fungerer og reguleres, blant annet hvordan miljøet påvirker uttrykket og nedarvingen av genene, i det som kalles epigenetikk.

Disse spektakulære epigenetiske fenomenene ble først oppdaget i planter. Den amerikanske forskeren Barbara McClintock fant for over 60 år siden såkalte hoppende gener, DNA-biter som beveger seg rundt i arvematerialet og som ga ulik farge på maiskorn. For dette arbeidet fikk hun Nobelprisen i 1983, over 30 år etter at oppdagelsen ble publisert.

Planter som gir mat

Genetisk forskning på planter er viktig fordi plantearter som mais og hvete brødfør verden. Ris alene er føde for halve jordens befolkning. Kartleggingen av matplantenes gener gir oss verdifull kunnskap om hvordan planter motstår sykdomsangrep, hvordan de tåler stress som frost og tørke, og hva som bestemmer når de skal blomstre.

Slik kunnskap gjør oss i stand til å beskytte avlingene bedre og dermed produsere mer mat av høyere kvalitet. I dette arbeidet deltar også norske forskere.

Ligner på mennesekts gener

Selv om det er stor forskjell på planter, dyr og mennesker så har genforskningen vist at det også er store likheter. Det lille, unnselige ugraset vårskrinneblom har gensekvenser som ligner på dem vi finner i pattedyr og gjær. Omtrent en tredjedel av genene i vårskrinneblom har stor likhet med menneskets gener, og det forteller oss noe om et tidlig kapittel i livets og vår egen historie, fra før forfedrene til dyr og planter skilte lag for 1,6 milliarder år siden.

Et eksempel på denne likheten mellom organismer er det norske bioteknologiselskapet DiaGenic. DiaGenic har utviklet en metode for tidlig diagnostisering av Alzheimers sykdom, og selve metoden har sitt utgangspunkt i forskning på små granplanter.

Gener som har med kommunikasjon mellom cellene og med syntese av proteiner å gjøre er veldig like i planter og i andre organismer. Som oss puster planter, og genene som har å gjøre med respirasjonen er svært like hos planter og mennesker.

Mitokondriene – der forbrenningen i cellene foregår – stammer sannsynligvis fra bakterier som invaderte og tok bolig i en forhistorisk celle for milliarder av år siden. På samme måte stammer også kloroplastene – der fotosyntesen i plantene foregår – fra bakterier som bosatte seg i celler, som senere ble til de grønne plantene.

Ekte kjemiske stoffer

Andre produkter det er knyttet stor interesse til, er de såkalte sekundærmetabolittene plantene produserer for å skremme vekk fiender, eller for å tiltrekke seg oppmerksomhet fra pollinerende insekter eller nitrogenfikserende bakterier.

Planter produserer over 100 000 slike kjemiske forbindelser, som vi bruker til parfyme, smaksstoffer i mat, fargestoffer og medisiner. Dette er kjemiske stoffer som hverken menneske- eller dyreceller kan produsere, og som det er svært vanskelig å produsere syntetisk i fabrikker.

Viktige cellevegger

Det er mange likheter mellom menneskets gensekvens og gensekvensen i planter som vårskrinneblom, men det er også mange forskjeller. I sekvensen fra genomet til vårskrinneblom ble det for eksempel funnet 400 gener som hadde med dannelse av cellevegger å gjøre.

Disse sterke veggene rundt cellene er noe mennesker og dyr ikke har, men som plantene, som er uten skjelett, er avhengige av for å kunne stå oppreist, og for å kunne beskytte seg mot ytre faktorer som vær og vind, og mot bakterier, sopp og virus som bringer med seg sykdommer.

Mange av byggesteinene i plantens cellevegger er svært viktige for oss mennesker. Papir, fibre og bygningsmaterialer stammer alle fra cellevegger, og det er knyttet store økonomiske interesser til produkter høstet fra for eksempel trær. I dag setter vi store ressurser inn på å omdanne cellevegger til miljøvennlig bioenergi og drivstoff.

La deg begeistre og fascinere når våre venner plantene endelig blomstrer opp etter en lang vinter. Bli med på feiringen av plantenes dag 15. mai!