Sekundární Metabolity v Rostlinách

Fotografie od: pashabo

Sekundární metabolity jsou chemické látky produkované rostlinami, pro které žádné role zatím nebyla nalezena v růstu, fotosyntézy, rozmnožování, nebo jiné „základní“ funkce. Tyto chemikálie jsou velmi rozmanité; mnoho tisíc bylo identifikováno v několika hlavních třídách. Každá rodina rostlin, rod, a druh produkuje charakteristickou směs těchto chemikálií, a někdy mohou být použity jako taxonomické znaky při klasifikaci rostlin. Lidé používají některé z těchto sloučenin jako léky, příchutě nebo rekreační drogy.

Sekundární metabolity mohou být klasifikovány na základě chemické struktury (například, s kroužky, obsahující cukr), složení (s obsahem dusíku, nebo ne), jejich rozpustnost v různých rozpouštědlech, nebo cesta, podle které jsou syntetizovány (např. phenylpropanoid, který produkuje třísloviny). Jednoduchá klasifikace zahrnuje tři hlavní skupiny: terpeny (vyrobené z mevalonic kyseliny, který se skládá téměř výhradně z uhlíku a vodíku), fenoly (vyrobené z jednoduchých cukrů, obsahující benzenové kruhy, vodík, a kyslík) a látky obsahující dusík (velmi různorodé, může také obsahují síru).

zjevný nedostatek primární funkce v rostlině, v kombinaci s pozorováním, že mnohé sekundární metabolity mají konkrétní negativní dopady na jiné organismy, jako jsou býložravci a patogeny , vede k hypotéze, že oni se vyvinuli, protože jejich ochrannou hodnotu. Mnoho sekundárních metabolitů je toxických nebo odpuzujících pro býložravce a mikroby a pomáhá bránit rostliny, které je produkují. Produkce se zvyšuje, když je rostlina napadena býložravci nebo patogeny. Některé sloučeniny se uvolňují do vzduchu, když jsou rostliny napadeny hmyzem; tyto sloučeniny přitahují parazity a dravce, kteří zabíjejí býložravce. Nedávný výzkum identifikuje stále více primárních rolí těchto chemikálií v rostlinách jako signály, antioxidanty, a další funkce, takže „sekundární“ nemusí být v budoucnu přesným popisem.

konzumace některých sekundárních metabolitů může mít vážné následky. Alkaloidy mohou blokovat iontové kanály, inhibovat enzymy nebo interferovat s neurotransmisí, vyvolávat halucinace, ztrátu koordinace, křeče, zvracení a smrt. Některé fenoly narušují trávení, pomalý růst, blokují aktivitu enzymů a dělení buněk nebo prostě chutnají hrozně.

Většina býložravců a patogenů rostlin mají mechanismy, které zmírnit dopady rostlinných metabolitů, což vede k evoluční sdružení mezi jednotlivými skupinami škůdců a rostlin. Někteří býložravci (například motýl monarcha) mohou ukládat (sekvestrovat) rostlinné toxiny a získat ochranu před svými nepřáteli. Sekundární metabolity mohou také inhibovat růst konkurenčních rostlin (alelopatie). Pigmenty (jako terpenová karotenů, fenoly a flavonoidy) barva květiny a spolu s terpenové a fenolické pachy, které přitahují opylovače.

sekundární chemikálie jsou důležité při používání rostlin lidmi. Většina léčiv jsou založeny na rostlinných chemických struktur, a sekundární metabolity jsou široce používány pro rekreaci a stimulace (alkaloidy nikotin a kokain; terpen cannabinol). Studium takového použití rostlin se nazývá etnofarmakologie. Psychoaktivní rostlinné chemikálie jsou ústředním bodem některých náboženství, a příchutě sekundárních sloučenin formují naše potravinové preference. Charakteristickou chutí a vůní zelí a příbuzní jsou způsobeny

dusík a síru-obsahující chemické látky, glukosinolátů, které chrání tyto rostliny z mnoha nepřátel. Svíravost vína a čokolády pochází z tříslovin. Použití koření a jiných koření se vyvinulo z jejich kombinovaného použití jako konzervačních látek (protože jsou antibiotiky) a látek určených k aromatizaci.