Polen nošen vetrom


Za veliki broj biljaka i gljiva, vetar pretstavlja sredstvo za prenos polena i spora tokom razmnožavanja. Međutim, u primeni ovakve strategije postoji visok rizik da genetski materijal ne stigne do svog cilja.

 

Polen nošen vetrom ima veliki uticaj na životnu sredinu i ekosistem i zbog toga njegovo registrovanje omogućava proučavanje rasprostranjenosti biljaka, protoka njihovih gena, ali i važnih zdravstvenih problema kao što su alergije.

 

Istraživači Instituta BioSens uzorkuju čestice biološkog porekla iz atmosfere i proučavaju njihovu emisiju i disperziju.

Biljke koje se oprašuju uz pomoć vetra proizvode veliku količinu polena. Muški cvetovi emituju čitave oblake polena, kao što se može videti na primeru bora.

Top-down inventar izvora polena ambrozije za Austriju

Polen iz vazduha je „otisak prsta“ biljaka koje se oprašuju pomoću vetra. Njegovo poznavanje pomaže razumevanje varijabilnosti sezone cvetanja, uključujući i trendove koji su posledica promena u životnoj sredini (npr. klimatskih promena ili promena u načinu korišćenja zemljišta). Istraživači Instituta BioSens posmatraju ukupnu godišnju količinu polena ambrozije suspendovanog u vazduhu kao jedinstven pokazatelj njegove proizvodnje na izvoru. Na osnovu top-down pristupa u evidentiranju izvora polena razvili smo veoma koristan alat za određivanje rasprostranjenosti i brojnosti jednogodišnjih korovskih vrsta, kao što je ambrozija. Ovaj alat uspešno je primenjen za evidentiranje izvora polena vrste Ambrosia artemisiifolia na područjima Panonske nizije, Francuske i Austrije (slika).

Uloga polena u reprodukciji (posebno u oplodnji) omogućuje nam da prognoziramo prinos pojedinih kultura kao što su masline i vinova loza, ali i proizvodnju semena šumskog drveća poput hrasta ili breze. Količina polena suspendovanog u vazduhu na nekom području odgovara količini polena raspoloživog za oplodnju, pri čemu više uspešnjih oplodnji povećava i prinos plodova. Na osnovu ovog pristupa istraživači Instituta BioSens razvili su model koji uspešno prognozira prinos oraha u Vojvodini.

S druge strane, sa pojavom genetski modifikovanih useva porasla je i potreba za praćenjem protoka gena. Sa tim u vezi tim aerobiologa sa Instituta BioSens učestvuje u razvoju metoda za prognoziranje koncentracije polena u zavisnosti od udaljenosti od njegovog izvora. Ovakve metode omogućavaju definisanje minimalnih razdaljina između useva kako bi se sprečio protok gena.

Istraživači Instituta BioSens kombinuju rezultate merenja pomoću meteoroloških senzora i tzv. klopki za polen sa rezultatima matematičkog modelovanja. Na ovaj način dolazi se do mehaničkog opisa procesa emisije polena, čime se unapređuju postojeći prognostički modeli.

Važno je istaći da polen mnogih biljaka izaziva alegijske reakcije. Zbog toga je informacija o izloženosti ovom polenu značajna kako za prevenciju alergije, tako i za planiranje terapije. Da bismo došli do ove informacije, udružujemo znanje iz aerobiologije sa naprednim atmosferskim modelima i analitikom na velikim količinama podataka. Rezultati dugoročnog praćenja koncentracije alergenog polena omogućavaju formiranje i interpretaciju kalendara polena, koji ukazuje na očekivano vreme i intenzitet izloženosti alergenom polenu.

Istraživači BioSens Instituta su pomoću aerobioloških merenja i primenom HYSPLIT modela (eng. HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory) uspešno analizirali kretanje vazdušnih masa i njime izazvan prenos polena ambrozije.

Kalendari polena omogućuju alergičnim osobama i medicinskim radnicima da saznaju gde, kada i sa kolikim intenzitetom mogu očekivati izloženost alergenom polenu.

Institut BioSens spreman je da primeni saznanja iz aerobioloških studija koje su se bavile polenom na proučavanje drugih bioloških čestica prisutnih u atmosferi. Primera radi, mnoge spore gljiva prisutne u vazduhu mogu uzrokovati zdravstvene probleme kako kod ljudi tako i kod biljaka, pa je informacija o njihovom prisustvu u vazduhu neophodna za proučavanje i prognoziranje pojave biljnih bolesti u poljoprivrednim oblastima.

U svetu senzora krajnji cilj je omogućiti prikupljanje podataka u realnom, ili gotovo realnom vremenu. Do blagovremene informacije o izloženosti polenu ili sporama ne može se doći bez pomoći informacionih tehnologija. Istraživači Instituta BioSens proučavaju različite tehnologije za brzo identifikovanje i kvantifikovanje bioloških čestica uzorkovanih iz atmosfere, kao što su laseri, mašinska analiza slike i spektralna analiza. Na ovaj način nastojimo da unapredimo procenu izloženosti patogenima i alergenima sa ciljem prevencije i lečenja bolesti kod ljudi i biljaka.