sekundære metabolitter i planter

billede: pashabo

sekundære metabolitter er kemikalier produceret af planter, for hvilke der endnu ikke er fundet nogen rolle i vækst, fotosyntese, reproduktion eller andre “primære” funktioner. Disse kemikalier er ekstremt forskellige; mange tusinder er blevet identificeret i flere større klasser. Hver plantefamilie, Slægt og art producerer en karakteristisk blanding af disse kemikalier, og de kan undertiden bruges som taksonomiske tegn til klassificering af planter. Mennesker bruger nogle af disse forbindelser som medicin, aromaer eller rekreative stoffer.

sekundære metabolitter kan klassificeres på basis af kemisk struktur (for eksempel med ringe, der indeholder et sukker), sammensætning (indeholdende nitrogen eller ej), deres opløselighed i forskellige opløsningsmidler eller den vej, hvormed de syntetiseres (f.eks. phenylpropanoid, der producerer tanniner). En simpel klassifikation omfatter tre hovedgrupper: terpener (fremstillet af mevalonsyre, der næsten udelukkende består af kulstof og hydrogen), phenoler (fremstillet af simple sukkerarter, der indeholder ringe, hydrogen og ilt) og nitrogenholdige forbindelser (ekstremt forskellige, kan også indeholde svovl).

den tilsyneladende mangel på primær funktion i planten kombineret med observationen af, at mange sekundære metabolitter har specifikke negative virkninger på andre organismer såsom planteædere og patogener , fører til hypotesen om, at de har udviklet sig på grund af deres beskyttende værdi. Mange sekundære metabolitter er giftige eller frastødende for planteædere og mikrober og hjælper med at forsvare planter, der producerer dem. Produktionen stiger, når en plante angribes af planteædere eller patogener. Nogle forbindelser frigives i luften, når planter angribes af insekter; disse forbindelser tiltrækker parasitter og rovdyr, der dræber planteædere. Nyere forskning identificerer flere og flere primære roller for disse kemikalier i planter som signaler, antioksidanter og andre funktioner , så “sekundær” er muligvis ikke en nøjagtig beskrivelse i fremtiden.

forbrug af nogle sekundære metabolitter kan have alvorlige konsekvenser. Alkaloider kan blokere ionkanaler, hæmme eller forstyrre neurotransmission, der producerer hallucinationer, tab af koordination, kramper, opkastning og død. Nogle phenoler forstyrrer fordøjelsen, langsom vækst, blokerer aktivitet og celledeling eller bare smager forfærdeligt.

de fleste planteædere og plantepatogener har mekanismer, der forbedrer virkningerne af plantemetabolitter, hvilket fører til evolutionære sammenhænge mellem bestemte grupper af skadedyr og planter. Nogle planteædere (for eksempel monarch butterfly) kan opbevare (sekvestrere) plantetoksiner og få beskyttelse mod deres fjender. Sekundære metabolitter kan også hæmme væksten af konkurrerende planter (allelopati). Pigmenter (såsom terpenoidcarotener, phenoler og flavonoider) farve blomster og tiltrækker sammen med terpen og phenol lugt pollinatorer.

sekundære kemikalier er vigtige i plantebrug af mennesker. De fleste lægemidler er baseret på plantekemiske strukturer, og sekundære metabolitter anvendes i vid udstrækning til rekreation og stimulering (alkaloiderne nikotin og kokain; terpen cannabinol). Undersøgelsen af sådan plantebrug kaldes etnofarmakologi. Psykoaktive plantekemikalier er centrale for nogle religioner, og smag af sekundære forbindelser former vores madpræferencer. De karakteristiske smag og aroma af kål og slægtninge er forårsaget af

nitrogen-og svovlholdige kemikalier, glucosinolater, som beskytter disse planter mod mange fjender. Den astringency af vin og chokolade stammer fra tanniner. Brugen af krydderier og andre krydderier udviklet fra deres kombinerede anvendelser som konserveringsmidler (da de er antibiotika) og aromaer.