Εποχικός διμορφισμός και καταπόνηση ψύχους στο θυμάρι (Thymus sibthorpii Bentham), το τεύκριο (Teucrium polium L.) και το δίκταμο (Origanum dictamnus L.)
Authors: Λιανοπούλου Βάϊα 
Published: August 2021

Μελετήθηκαν ο εποχικός διμορφισμός (χειμώνας-καλοκαίρι) και η θερμοκρασιακή καταπόνηση (stress) σε τρία αρωματικά φυτά, το θυμάρι, το τεύκριο και το δίκταμο. Tο θυμάρι (Thymus sibthorpii Bentham) και το τεύκριο (Τeucrium polium L.) μελετήθηκαν στην περιοχή της Ορμύλιας Χαλκιδικής (40ο16'48"Ν, 23°33΄54"Ε, 49m a.s.l.) και το δίκταμο (Origanum dictamnus L.) στο αγρόκτημα του ΕΛ.Γ.Ο.-ΔΗΜΗΤΡΑ (ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε) Θεσσαλονίκης (40ο54'03"Ν, 23°00΄18"Ε, 16 m a.s.l.). Και τα τρία φυτά ανήκουν στην Οικογένεια Lamiaceae. Οι συλλογές και μετρήσεις του φυτικού υλικού έγιναν την τριετία 2009, 2010, 2011, τόσο κατά την χειμερινή περίοδο, όσο και κατά τη θερινή. Στο βιότοπο της Ορμύλιας, το καλοκαίρι οι κλιματικές συνθήκες είναι ήπιες (μέση ημερήσια θερμοκρασία αέρα κατά τα 3 έτη που μελετήσαμε 24,3oC, μέση ημερήσια σχετική υγρασία αέρα 63,3%, και μέση ημερήσια βροχόπτωση 1,0mm), δηλ. δεν υπάρχουν συνθήκες καταπόνησης τω φυτών λόγω καύσωνα και ξηρασίας. Αντίθετα, το χειμώνα επικρατούν συνθήκες καταπόνησης λόγω ψύχους (μέση ημερήσια θερμοκρασία αέρα κατά τα 3 έτη 7,3οC - ελάχιστη 3,5 οC-, μέση ημερήσια σχετική υγρασία αέρα 78,0%, και μέση ημερήσια βροχόπτωση 1,9mm). Στο αγρόκτημα του ΕΛ.Γ.Ο.-ΔΗΜΗΤΡΑ (ΕΘ.Ι.ΑΓ.Ε) Θεσσαλονίκης, η μέση ημερήσια θερμοκρασία αέρα το χειμώνα κατά τα 3 έτη ήταν 7,90C, η μέση ημερήσια σχετική υγρασία αέρα 77,4% και η μέση ημερήσια βροχόπτωση 2,4mm. Το καλοκαίρι, η μέση ημερήσια θερμοκρασία αέρα ήταν 25,80C, η μέση ημερήσια σχετική υγρασία αέρα 60,5% και η μέση ημερήσια βροχόπτωση 1,0mm. Το χειμώνα τα φυτά σχηματίζουν μικρά συναθροίσματα από πυκνούς κοντούς βλαστούς, ενώ το καλοκαίρι είναι ψηλές πόες ή υπόθαμνοι. Από τη σύγκριση διαφοροποιημένων φύλλων χειμώνα και καλοκαιριού, βρέθηκε ότι τα χειμερινά φύλλα έχουν μικρότερο μέγεθος, παχύτερο έλασμα, πυκνότερες αδενικές και μη-αδενικές τρίχες, περισσότερο μεσοφυλλικό χλωροφυλλούχο παρέγχυμα, περισσότερους και μεγαλύτερους χλωροπλάστες με πολυαριθμότερα και ογκωδέστερα grana, καθώς και χυμοτόπια γεμάτα με φαινολικές ουσίες. Τα καλοκαιρινά φύλλα, αντίθετα, έχουν μεγαλύτερο μέγεθος, λεπτότερο έλασμα, αραιότερες αδενικές και μη-αδενικές τρίχες, λιγότερο χλωροφυλλούχο παρέγχυμα, λιγότερους και μικρότερους χλωροπλάστες με λίγα grana και πολλά πλαστοσφαιρίδια, και τα χυμοτόπια τους δε φέρουν καθόλου φαινολικές ουσίες. Η μέτρηση των βασικών φυσιολογικών παραμέτρων σε φύλλα χειμώνα και καλοκαιριού (ρυθμός φωτοσύνθεσης, ρυθμός διαπνοής, στοματική αγωγιμότητα και μεσοκυτταρικό CO2) έδειξε ότι, ενώ στις τρεις παραμέτρους (ρυθμός διαπνοής, στοματική αγωγιμότητα και μεσοκυτταρικό CO2 ) οι τιμές δεν παρουσιάζουν μεγάλη απόκλιση ανάμεσα σε χειμώνα και καλοκαίρι, αντίθετα, ο ρυθμός φωτοσύνθεσης εμφανίζεται πολύ μεγαλύτερος το χειμώνα από ότι το καλοκαίρι. Το γεγονός αυτό οφείλεται στη αναγκαιότητα παραγωγής περισσότερου φωτοσυνθετικού άνθρακα το χειμώνα για τη βιοσύνθεση διαφόρων αντιοξειδωτικών δευτερογενών μεταβολιτών (χυμοτοπιακές φαινόλες, αιθέρια έλαια αδενικών τριχών, κλπ), οι οποίοι είναι απαραίτητοι για την προστασία από τη οξειδωτική καταπόνηση λόγω ψύχους (παραγωγή ελεύθερων ριζών οξυγόνου, ROS). Από παρατηρήσεις ερευνητών που έγιναν μέχρι τώρα σε διάφορα φρυγανικά φυτά, βρέθηκε ότι τα παραπάνω μορφολογικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά των φύλλων συναντώνται σε φυτά καλοκαιριού που υφίστανται ξηροθερμική καταπόνηση. Στην περίπτωση μας όμως, αυτά τα χαρακτηριστικά καταπόνησης δεν παρατηρήθηκαν σε φυτά καλοκαιριού, αλλά σε φυτά χειμώνα. Αυτό αποτελεί μια πρώτη ισχυρή ένδειξη ότι τα φυτά μας στο συγκεκριμένο βιότοπο που αναπτύσσονται υφίσταται καταπόνηση ψύχους το χειμώνα και όχι ξηροθερμική καταπόνηση το καλοκαίρι. Άλλωστε, το καλοκαίρι οι κλιματικές συνθήκες είναι ήπιες και δεν ευνοούν τη δημιουργία ξηροθερμικής καταπόνησης. Προς ενίσχυση των παραπάνω μορφολογικών και φυσιολογικών δεδομένων, χρησιμοποιήθηκαν επιπλέον και βιοχημικές μέθοδοι μέτρησης της προλίνης και των διαλυτών σακχάρων στα φύλλα. Οι ουσίες αυτές αποτελούν δείκτες καταπόνησης των φυτών. Οι τιμές των συγκεντρώσεων προλίνης και διαλυτών σακχάρων βρέθηκαν υψηλότερες στα φύλλα χειμώνα σε σχέση με τα φύλλα καλοκαιριού, κάτι που ενισχύει την άποψη περί καταπόνησης ψύχους. Από τις μετρήσεις των συγκεντρώσεων 9 βασικών ανοργάνων στοιχείων και ιχνοστοιχείων σε φύλλα χειμώνα και καλοκαιριού προέκυψε ότι αυτές είναι μεγαλύτερες το χειμώνα από ότι το καλοκαίρι κάτι που σχετίζεται με τη βιοσύνθεση των δευτερογενών μεταβολιτών το χειμώνα. Η αέριο-χρωματογραφική μελέτη (GCMS) των αιθερίων ελαίων φύλλων χειμώνα και καλοκαιριού και στα τρία αρωματικά φυτά, έδειξε ότι στο Thymus sibthorpii και το Τeucrium polium, η απόδοση σε αιθέριο έλαιο των φύλλων χειμώνα ήταν μεγαλύτερη από εκείνη των φύλλων καλοκαιριού, ενώ στο Origanum dictamnus ήταν μεγαλύτερη στα φύλλα καλοκαιριού. Η αποστακτική μέτρηση του αιθερίου ελαίου συνδυάστηκε με τον αριθμό των αδενικών τριχών, οι οποίες θεωρούνται ως οι αποκλειστικές θέσεις βιοσύνθεσης του αιθερίου ελαίου. Συμπερασματικά, τα καταγεγραμμένα αποτελέσματα (μορφολογικά, ανατομικά, κυτταρολογικά, μορφομετρικά, φυσιολογικά, βιοχημικά και αναλυτικά) αποτελούν ισχυρές ενδείξεις ότι τα τρία φυτά στη συγκεκριμένη περιοχή του πειράματος υφίσταται καταπόνηση ψύχους το χειμώνα και όχι ξηροθερμική καταπόνηση το καλοκαίρι. Αυτή είναι μια πρώτη αναφορά σε φρυγανικά διμορφικά φυτά που αναπτύσσουν αντοχή στην καταπόνηση ψύχους.