در حالی که گیاهان همواره به‌عنوان تصفیه‌کننده‌های طبیعی هوا شناخته می‌شوند، پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد برخی از آن‌ها می‌توانند به‌طور غیرمستقیم در آلودگی هوا نیز نقش داشته باشند. این یافته‌ها، نگاه سنتی به گیاهان را به چالش کشیده و پرسش‌های تازه‌ای درباره تعادل میان دفاع طبیعی گیاهان و سلامت محیط زیست مطرح کرده است.
به گزارش همشهری آنلاین، برخی گیاهان برای مقابله با آفات، ترکیبی شیمیایی به نام ایزوپرن (Isoprene) تولید می‌کنند. این ماده که پیش‌تر نقش آن در گیاهان به‌درستی شناخته نشده بود، اکنون به‌عنوان یک ابزار دفاعی مؤثر در برابر حشرات شناسایی شده است. پژوهشی که نتایج آن در مجله Science Advances منتشر شده، نشان می‌دهد ایزوپرن با تحریک واکنش‌های دفاعی در گیاه، موجب افزایش سطح اسید جاسمونیک می‌شود؛ ترکیبی که فرآیند هضم پروتئین‌ها را برای حشرات دشوار می‌کند و در نتیجه رشد آن‌ها را مختل می‌سازد.
محققان دانشگاه ایالتی میشیگان در آزمایش‌هایی روی گیاه تنباکو، دریافتند که آفات به‌طور قابل‌توجهی برگ‌هایی را که ایزوپرن تولید نمی‌کردند، مورد حمله قرار می‌دادند. در مقابل، برگ‌های حاوی ایزوپرن کمتر مورد تغذیه قرار گرفتند و حشرات تغذیه‌کننده از آن‌ها رشد کمتری داشتند. این یافته‌ها نشان می‌دهد که ایزوپرن به‌طور غیرمستقیم از گیاه در برابر آفات محافظت می‌کند.
با این حال، این مکانیسم دفاعی هزینه‌ای زیست‌محیطی نیز به همراه دارد. ایزوپرن یکی از ترکیبات آلی فرار (VOC) است که پس از متان، دومین هیدروکربن منتشرشده در سطح زمین به شمار می‌رود. این ماده در تماس با نور خورشید و اکسیدهای نیتروژن، به تشکیل ازن سطح زمین منجر می‌شود؛ آلاینده‌ای که با مشکلات تنفسی و آسیب‌های زیست‌محیطی مرتبط است.
درختانی مانند بلوط و صنوبر از جمله تولیدکنندگان اصلی ایزوپرن هستند و در شرایط تنش محیطی مانند گرمای شدید، میزان تولید این ماده در آن‌ها افزایش می‌یابد. گیاهان برای تولید ایزوپرن، تا دو درصد از کربن ذخیره‌شده خود را مصرف می‌کنند؛ موضوعی که نشان‌دهنده اهمیت این ترکیب در فرآیندهای دفاعی آن‌هاست.
اکنون دانشمندان با یک چالش اخلاقی و زیست‌محیطی روبه‌رو هستند: آیا باید گیاهان را به تولید بیشتر ایزوپرن برای مقابله با آفات تشویق کرد، حتی اگر این کار به افزایش آلودگی هوا منجر شود؟ یا باید با مهندسی ژنتیک، تولید این ترکیب را در گیاهان محدود کرد تا از تأثیرات منفی آن بر کیفیت هوا جلوگیری شود؟
تام شارکی، نویسنده ارشد این مطالعه، در جمع‌بندی این معضل می‌گوید: «آیا باید ایزوپرن را به گیاهان زراعی اضافه کنیم تا در برابر حشرات مقاوم شوند و در عوض تأثیر آن بر آلودگی هوا را بپذیریم؟ یا باید آنزیم تولیدکننده ایزوپرن را خاموش کنیم تا کیفیت هوا حفظ شود؟»
این پرسش، مسیر آینده تحقیقات زیست‌فناوری و سیاست‌گذاری‌های زیست‌محیطی را تحت تأثیر قرار خواهد داد.
