Det er store forskjeller på hvordan planter reagerer på radioaktiv stråling, og hvor gode de er til å oppdage og reparere skader.
I april 2026 var det 40 år siden atomkatastrofen i Tsjernobyl. Denne hendelsen førte til spredning av radioaktivitet over det europeiske kontinentet og den nordlige halvkule, og virkningene merkes fortsatt i dag.
I tillegg til helsefaren hos mennesker og dyr er radioaktiv forurensning av skogøkosystemer en alvorlig konsekvens av atomulykker. Ifølge Direktoratet for strålevern og atomsikkerhet er Tsjernobyl-ulykken fremdeles den største kilden til radioaktiv forurensning på land og i ferskvann. Radioaktiv forurensning fra katastrofen finnes fortsatt i miljøet i dag.
Hvorfor takler noen planter stråling bedre?
Når de utsettes for radioaktiv forurensning, viser ulike plantearter forskjellig følsomhet. Noen er robuste og tåler høy stråling, mens andre er mer følsomme og skades ved lavere forurensningsnivåer.
Forskningen ved NMBU kaster lys over denne «ulike strålingsfølsomheten». Slik forskning vil bidra til å forstå mekanismene bak de ulike reaksjonene hos forskjellige plantearter,som er et viktig mål for å vurdere miljørisiko i forurensede økosystemer.
I en ny studie, publisert i tidsskriftet Plant Stress, sammenlignet Dr. Payel Bhattacharjee, professor Jorunn E. Olsen og kolleger den mer strålingsfølsomme grana med den mer strålingstolerante vårskrinneblom (Arabidopsis thaliana). Ved å utsette begge planteartene for identiske strålingsnivåer avdekket de molekylære reaksjoner knyttet til forskjeller i strålingsfølsomhet.
Testing av planters reaksjoner ved ulike strålingsnivåer
Forskerne utsatte frøplanter av hver art for forskjellige gammastrålingsnivåer i 48 timer. De brukte både relativt lave nivåer (selv om disse fortsatt lå langt over naturlig bakgrunnsstråling) og høye strålingsintensiteter som er representative for forurensede miljøer.
Som forventet viste gran redusert vekst ved middels til høye strålingsnivåer og skader på celleorganeller, særlig mitokondrier (cellenes «batteripakker» som produserer energi slik at cellene kan fungere), selv ved de laveste strålingsnivåene som ble testet.
I motsetning til dette opprettholdt vårskrinneblom normal vegetativ utvikling, og hadde mindre DNA-skade og mye mindre celleskade. Dessuten viste skadene seg kun ved de høyeste strålingsnivåene.
På molekylært nivå brukte forskerne en metode kalt transkriptomikk for å vurdere hvilke gener som ble aktivert av ulike strålingsnivåer. Forskjellene mellom de to artene var slående.
Vårskrinneblom reagerte på strålingen ved raskt å aktivere gener som er involvert i DNA-reparasjon, antioksidantforsvar og stressresponser, selv ved lave stråledoser. Kort sagt, reagerer cellemaskineriet som reparerer skader forårsaket av stråling, raskt og er svært følsomt.
Grana, derimot, var ikke like reaktiv. Denne arten viste lignende molekylære beskyttelsesmekanismer som vårskrinneblom, men bare ved mye høyere strålingsdoser, og var mindre effektiv til å reparere skadene.
Betydning for forurensede økosystemer
Denne forskningen har en viktig betydning knyttet til risikovurdering og beskyttelse av plantesamfunn i områder forurenset av stråling.
Resultatene bekrefter at følsomme plantearter som gran krever spesiell oppmerksomhet når det gjelder tiltak for å begrense kritisk skade ved alvorlig stråleeksponering. Videre kan den molekylære innsikten fra denne studien støtte fremtidige tiltak for å identifisere planter som er bedre i stand til å takle stråling i sårbare miljøer.
Slik kunnskap kan kanskje også brukes til å utvikle planter som blir mer motstandsdyktige mot annen relevant miljøstråling, for eksempel eksponering for UV-B, noe som blir stadig viktigere etter hvert som klimaforholdene endrer seg.
Publikasjonen er tilgjengelig i sin helhet på nettstedet til tidsskriftet Plant Stress