Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Ботаники


Новости Ботаники (64)

Почти у всех живых существ есть биологические часы, регулирующие работу организма в зависимости от времени суток, и растения тут не исключение. В конце концов, для кого ещё, как не для них, важно чувствовать, день на дворе или ночь, — ведь фотосинтез напрямую зависит от солнечного света.

Резухови́дка Та́ля (лат. Arabidópsis thaliána)Резухови́дка Та́ля (лат. Arabidópsis thaliána)Однако если у животных ведущую роль в организации циркадных ритмов играет мозг, то что управляет этими ритмами у растений, не имеющих нервной системы?

Алекс Уэбб (Alex Webb) из Кембриджа (Великобритания) вместе с коллегами поставил опыт, в котором лишал растения Arabidopsis thaliana углекислого газа, и в результате исследователи пришли к выводу, что суточный ритм растениям задают те самые сахара, что синтезируются в ходе фотосинтеза. Точнее — изменения в их концентрации.

В статье, опубликованной в Nature, исследователи пишут о гене PRR7, который активизировался к утру, но зависел при этом от концентрации сахаров. Мутанты по этому гену были нечувствительны к колебаниям сахарозы; в свою очередь, без доступа углекислого газа, то есть при подавлении фотосинтеза, внутренние часы растений расстраивались и начинали опаздывать на 2–3 часа. 

То есть колебания углеводов позволяли настроить метаболизм и физиологию растений перед рассветом, чтобы они могли встретить солнце готовыми к фотосинтезу.

Получается простой и эффективный способ управления циркадными ритмами, когда растение сверяется с временем суток с помощью продуктов фотосинтеза, который сам же от времени суток и зависит.

Подготовлено по материалам Кембриджского университета. Фото на заставке принадлежит Shutterstock.

 


Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА


Мы знаем, что половой диморфизм может проявляться в размерах (самцы и самки больше или меньше друг друга), расцветке (самцы и самки по-разному окрашены), развитии особых признаков (вроде рогов у оленей) и т. д. Исследователям из Киотского университета (Япония) удалось найти довольно своеобразную форму полового диморфизма, а именно запаховую.

Бабочка рода Epicephala различает мужские и женские цветки своих растений по запаху. (Фото авторов работы.) Бабочка рода Epicephala различает мужские и женские цветки своих растений по запаху. (Фото авторов работы.) В журнале Proceedings of the Royal Society B учёные сообщают, что мужские и женские цветки растений из семейства Филлантовых пахнут по-разному.

Некоторые виды этого семейства, произрастающие в тропиках и субтропиках, в опылении полагаются только на бабочек рода Epicephala, причём какой-то один вид бабочек опыляет только один вид филлантовых. Оказалось, что запах мужских и женских цветков, обслуживаемых этими насекомыми, различен. Вещества, благодаря которым мужской цветок пахнет не так, как женский, даже синтезируются этими растениями иначе. (Тогда как запах цветков растений, полагающихся на более широкий круг опылителей, от пола никак не зависит.) 

Что же до бабочек, то те из них, что были оплодотворены, но ещё не садились на мужские цветки, в эксперименте стремились именно к ним. И лишь собрав мужскую пыльцу, оплодотворённые самки направлялись к женскому цветку.

По словам исследователей, переключение между мужскими и женскими цветками даёт возможность бабочкам обеспечить своё потомство пищей.

Самка Epicephala, готовая отложить яйца, сначала летит к мужскому цветку, а потом к женскому, чтобы гарантировать опыление женского цветка, — и тогда личинки бабочек, питающиеся плодам и семенами этих растений, в будущем уж точно получат пропитание. 

Подготовлено по материалам Би-би-си. Изображение на заставке принадлежитShutterstock.

 


Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА


Растения должны точно знать время, когда цвести: чуть раньше положенного или чуть позже — и можно потерять все цветы, остаться без семян, уступить конкурентам в эволюционной гонке. Чтобы вовремя зацвести, нужно учесть множество внутренних и внешних факторов, увязать гормональный статус с продолжительностью светового дня, температурой и пр. Стоит ли удивляться, что цветение у растений контролируется целой сетью генов? 

A. thaliana, не цветущий при низкой температуре (слева) и цветущий при высокой (справа) (фото авторов работы).A. thaliana, не цветущий при низкой температуре (слева) и цветущий при высокой (справа) (фото авторов работы).Исследователи довольно долго изучали эту самую сеть, но молекулярные механизмы, отвечающие, в частности, за «температурные датчики», оставались во многом неясными. Ясность тут удалось внести группе учёных из Института биологии развития Общества Макса Планка (Германия), которые сосредоточились на двух температурных генах — FLM (Flowering Locus M) и SVP (Short Vegetative Phase). А модельным объектом послужил старый добрый Arabidopsis thaliana, сиречь резуховидка Таля.

Как пишут Маркус Шмид и его коллеги в Nature, мРНК, считываемая с гена FLM, претерпевает альтернативный сплайсинг, то есть при созревании новосинтезированной мРНК из неё в зависимости от ситуации вырезаются те или иные куски, а оставшиеся монтируются друг с другом, так что в результате с одного гена можно получить разные матрицы для синтеза белка. У FLM есть два основных варианта мРНК — FLM-β и FLM-δ, и их соотношение как раз зависит от температуры: при низкой преобладает одна мРНК FLM, при высокой — другая. Молекулярная подгонка осуществляется довольно быстро: при возрастании температуры с 16 до 27 °C растению достаточно суток, чтобы сменить соотношение видов мРНК. Но регуляцию цветения разные варианты FLM выполняет в союзе с белком SVP. Когда холодно, белок FLM-β связывается с SVP, и этот белок-белковый комплекс взаимодействует с регуляторными областями в ДНК, которые отвечают за цветение. Комплекс FLM-β с SVP подавляет активность этих зон, и растение на холоде не цветёт. Если же температура повышается, то вслед за ней растёт и уровень FLM-δ, который вытесняет «холодовый» вариант из комплекса с SVP. «Тепловой» комплекс FLM-δ и SVP с регуляторами цветения в ДНК связывается плохо, и эти регуляторы активируются и запускают формирование цветков. 

То есть термодатчиком тут служит один и тот же ген, который при разных температурах даёт два разных, конкурирующих друг с другом белка, а конкретным молекулярным инструментом выступает альтернативный сплайсинг.

Очевидно, существует и какой-то механизм или особенность гена FLM, от которых зависит переключение сплайсинга с одного варианта на другой. Не секрет, что один и тот же вид растения может цвести в тех или иных широтах в разное время. И, скорее всего, это связано с вариациями в гене FLM, который переключается на разные варианты при разных пороговых температурах.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Исследователи из Университета Альберты (Канада) обнаружили в одном из ледников арктической Канады мох, выживший после 400-летнего пребывания подо льдом. Ледники, которые изучали Кэтрин Ла Фардж и её коллеги, в последнее время стали стремительно отступать, скорость их таяния с 2004-го равна примерно 3–4 метрам в год. При этом лёд освобождает территории, не знавшие солнечного света примерно с XVI века, то есть ледники образовались во время так называемого Малого ледникового периода, продолжавшегося до середины XIX столетия.

Мох, очнувшийся от подлёдного сна. (Фото Catherine La Farge / University of Alberta.)Мох, очнувшийся от подлёдного сна. (Фото Catherine La Farge / University of Alberta.)Поначалу исследователи решили, что обнаруженные ими на границе отступающего ледника образцы мха мертвы. Но потом среди омертвевших коричневых нитей удалось заметить свежие зелёные побеги. С помощью радиоуглеродного анализа было установлено, что мох оказался подо льдом примерно 400 лет назад, а освободился из заточения около 2 лет назад.

Разумеется, учёные попробовали «воскресить» мох в лаборатории. Для «воскрешения» не использовалось ничего необычное, только свет, вода и питательные вещества. Семь из двадцати четырёх образцов дали побеги, причём ожившие мхи относились к четырём разным видам.

Биологи подчёркивают, что новые побеги образовались вовсе не из спор, а именно что из оживших клеток, которые начали делиться. На Земле, конечно, есть организмы, которые могут переносить длительное обезвоживание из-за сильного охлаждения, но всё равно никто и предположить не мог, что растительные клетки мхов проснутся после нескольких сотен лет ледяной спячки!

Само собой, не только мхи предстали перед взором канадцев. На месте ледника были обнаружены цианобактерии и зелёные водоросли, причём попадались и совершенно новые виды.

Во многом именно от таких простых организмов (включая мхи) зависит теперь развитие экосистемы на месте ледника — те животные и растения, которые решат прийти на освободившиеся ото льда территории, благодаря мхам и водорослям окажутся не совсем на пустом месте.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

 

 

Учёные из Австралийского национального университета разгадали загадку, которую больше двадцати лет назад им задал эвкалипт мёдопахнущий. В 1990 году в Новом Южном Уэльсе обнаружили эвкалиптовое дерево, почти полностью объеденное насекомыми, — и лишь одна ветвь оставалась нетронутой.

Эвкалипт мёдопахнущий (фото Ace Frawley).Эвкалипт мёдопахнущий (фото Ace Frawley).У эвкалиптов есть оружие от вредителей: в их листьях содержится целый коктейль из пахучих монотерпенов, сесквитерпенов и формилированных флороглюциновых производных. Но, как оказалось, пропорция между компонентами пахучей смеси в загадочном дереве различается у разных веток и у разных листьев. По словам Аманды Падован, которая вместе с коллегами опубликовала статью о странном эвкалипте в BMC Plant Biology, у 75-летнего дерева была генетическая мозаичность. То есть в разных его частях на производство работающей смеси работали разные гены.

В не понравившихся насекомым листьях эвкалипта некоторых терпенов было меньше, в то время как другие терпены и флороглюцины содержались в листьях в тех же пропорциях, что и на почти объеденных ветвях. И это, разумеется, отражалось на составе и активности генов, управлявших синтезом этих пахучих веществ. Терпены, которых в уцелевших листьях содержалось меньше, очевидно, маскировали неприятный аромат остальных компонентов смеси. Так что, даже если насекомые почти полностью истребляли листья, у дерева всё равно оставались ресурсы для продолжения фотосинтеза, роста и размножения.

Любопытно, что похожие предпочтения проявили и коалы: эти млекопитающие отвергали те же самые листья, чей вариант терпенового коктейля так не понравился насекомым. Хотя пока это единственный пример того, как генетический мозаицизм послужил растению защитой, авторы работы не сомневаются, что и другие эвкалипты — и не только они — могут использовать такой способ, чтобы ограничить аппетиты вредителей и выжить во время вспышек численности насекомых.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Британские биологи выяснили, что некоторые цветочные растения умеют общаться с пчелами и другими опылителями при помощи электромагнитных полей, которые для пчел выступают своеобразными "неоновыми" вывесками, приглашающими их в нектар-бар, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

ПчелаПчела"Открытый нами канал связи показывает, как цветы могут информировать потенциальных опылителей о наличии и "качестве" нектара и пыльцы. Цветку крайне невыгодно привлекать пчелу, не вознаграждая ее нектаром. Пчелы обладают хорошей памятью и через несколько "обманов" запомнят такой цветок и будут облетать его стороной", — заявили авторы статьи, чьи слова приводит Бристольский университет (Великобритания).

Дэниел Роберт (Daniel Robert) из Бристольского университета и его коллеги пришли к такому выводу, проследив за тем, как менялось электрическое поле растения при приближении пчелы. Как объясняют ученые, все цветковые растения обладают слабым отрицательным электрическим полем, тогда как пчелы "заряжены" положительно из-за трения воздуха об волоски на их теле во время полета.

Авторы статьи заинтересовались, что происходит при встрече этих полей, и способны ли растения и насекомые ощущать их взаимодействие. Для этого исследователи приобрели несколько пчел и петуний, вставили в стебли несколько электродов и проследили за изменениями в силе полей. Оказалось, что сила электрического поля у петуний заметно снижалась во время приземления пчелы и оставалась достаточно низкой в течение нескольких минут после того, как насекомое улетало.

Это позволило биологам предположить, что пчелы могут использовать этот факт в качестве сигнала об отсутствии нектара. Они проверили утверждение при помощи искусственных цветов с отсутствующим и присутствующим полем. Выяснилось, что пчелы чаще посещали и пили нектар из "заряженных" цветов, что подтвердило подозрения Роберта и его коллег. Ученые не исключают, что подобная способность характерна и для других насекомых-опылителей.


Источник: РИА Новости


Монстеры, которые можно увидеть везде, от кадок в госучреждениях до ботанических садов, пришли к нам из влажных тропических лесов Южной Америки. И их замечательную дырявость листьев обычно связывают с исконным местом обитания. Правда, чем именно такая морфология листа обязана жизни в тропическом лесу, ботаники всё ещё решают. Кто-то говорит, что дырки помогают растениям противостоять напору ветра, кто-то убеждён, что так листья регулируют температуру и потоки воды. Есть и даже предположения о том, что отверстия помогают монстерам спрятаться от хищников, то есть это своего рода камуфляж.

Дырявые листья нужны монстере, чтобы лучше ловить солнечный свет. (Фото Studio Na`alehu.)Дырявые листья нужны монстере, чтобы лучше ловить солнечный свет. (Фото Studio Na`alehu.)Однако все эти гипотезы почти не проверялись. И потому исследование, которое предприняли учёные из Университета штата Индиана (США) (а его результаты должны появиться в журнале American Naturalist), весьма важно. Ведь это, по сути, едва ли не первая серьёзная работа на данную тему. В природе монстеры обитают в тени тропического леса, и для фотосинтеза им приходится довольствоваться редкими бликами прямого солнечного света. Можно сказать, что монстеры живут на «солнечных зайчиках». (В тропическом лесу, естественно, не абсолютно темно, но интенсивность фотосинтеза зависит от силы света, а прямого света в таких местах почти не бывает.)

С помощью математических расчётов учёные сравнили, сколько света улавливает лист монстеры и сколько — лист той же площади, но без дырок. Количество оказалось одним и тем же, но дырявый лист «захватывал» его эффективнее, а всё потому, что занимал бóльшую площадь. То есть дыры в листе нужны монстере для того, чтобы увеличить вероятность попадания в освещённый участок.

При этом у молодых растений лист выглядит ещё более или менее цельным, без отверстий. И это можно объяснить: монстеры, как лианы, оплетают деревья, и молодые растения оказываются внизу и слишком близко к стволу дерева. Там, где приходится жить юной поросли, света настолько мало, что нет никакого смысла увеличивать листья: на них всё равно ничего не попадёт. По мере роста монстера поднимается всё выше, и солнечных просветов появляется всё больше, и теперь уже есть резон заняться ловлей солнечных зайчиков с помощью больших продырявленных листьев.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Как правило, чем выше дерево, тем меньше его листья. Математическое объяснение этого феномена, оказывается, одновременно накладывает ограничение на максимальную высоту деревьев.

Секвойи на Медвежьей горе в Калифорнии (фото MizzD)Секвойи на Медвежьей горе в Калифорнии (фото MizzD) Каре Йензен из Гарвардского университета и Мацей Звенецкий из Калифорнийского университета в Дэвисе (оба — США) сравнили 1 925 видов деревьев, листья которых варьировались в длину от нескольких миллиметров до метра с лишним, и обнаружили, что сильнее всего размеры листьев колеблются у относительно низких деревьев.

Г-н Йензен считает, что причину следует искать в циркуляционной системе растения. Сахара, произведённые в листьях, распространяются через сеть трубовидных клеток — флоэм. По мере движения сахара ускоряются, и чем больше листья, тем быстрее питательные вещества добираются до других частей растения. Но флоэмы стеблей, веток и стволов играют роль бутылочного горлышка, и наступает момент, когда увеличение листьев перестаёт иметь смысл, становится напрасной тратой энергии. Высокие деревья достигают этого предела, когда их листья ещё малы, потому что сахарам приходится идти через ствол в надежде добраться до корней, то есть бутылочное горлышко становится чересчур длинным.

Уравнения г-на Йензена, описывающие эти отношения, говорят о том, что по мере роста деревьев диапазон возможных размеров листвы сужается и примерно на высоте 100 м достигается предел: максимум совпадает с минимумом. Выше этого у деревьев, судя по всему, не может быть жизнеспособных листьев. Вот почему самое большое дерево мира — калифорнийская секвойя — не растёт дальше 115,6 м.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Исследователи из Пенсильванского университета (США) обнаружили, что растения могут чувствовать запах своего врага и включать после этого свои системы защиты. Учёные изучали взаимоотношения золотарника высочайшего и золотарниковой мухи-пестрокрылки Eurosta solidaginis. Насекомые откладывают в растение яйца. Яйца и личинки служат причиной появления галлов, от которых растение не умирает, но производит меньше семян — и они к тому же получаются более мелкими и хуже прорастают.

Золотарник высочайший, поражённый E. solidaginis (фото Ontario Wanderer)
Золотарник высочайший, поражённый Eurosta solidaginis (фото Ontario Wanderer)
Eurosta solidaginis
 откладывают яйца только в золотарник высочайший, и такая узкая специализация паразитов позволила растению выработать стратегию защиты. Когда наступает время размножения, самец мухи прилетает на золотарник и привлекает самку феромонами. После спаривания самка тут же откладывает яйца. Но, как пишут исследователи в журнале PNAS, феромоны самца воспринимают не только самки, но и золотарник. И в ответ на них растение выделяет какие-то свои запаховые сигналы, которые отпугивают мух.

Учёные обрабатывали растения золотарника высочайшего феромонами самцов Eurosta solidaginis, после чего проверяли частоту посещения растений самками мух. Лабораторные эксперименты подтвердили полевые наблюдения: самки в четыре раза реже прилетали на золотарник, который почувствовал запах самца. Исследователи настаивают, что всё дело именно в запаховых сигналах: никакого иного воздействия самцов на растения они не заметили. Это не так уж и странно: в последнее время появляется всё больше сообщений о том, что растения могут чувствовать запахи — правда, в большинстве случаев речь идёт о запаховом общении между самими растениями. Способны ли они чувствовать «парфюм» насекомых, до сих пор никто не проверял.

Ну а на вопросы о том, как именно растения воспринимают запахи, что у них за обонятельная система, учёные пока лишь разводят руками: это, как говорится, тема для дальнейших долгих и кропотливых экспериментов.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Растения, поедающие растения, — такое возможно на какой-нибудь фантастической планете, в приключенческом романе, в историях про мутантов и экологические катастрофы. Однако статья об этом вышла отнюдь не в развлекательном журнале, а в Nature Communications. Пожирателем растений оказалась некая зелёная водоросль, то есть, строго говоря, тут не растение поедает растение, а водоросль. Однако эта таксономическая оговорка нисколько не умаляет необычность открытия.

«Растительноядная» зелёная водоросль Chlamydomonas reinhardtii (фото авторов работы)«Растительноядная» зелёная водоросль Chlamydomonas reinhardtii (фото авторов работы)До сих пор считалось, что способностью разлагать целлюлозу обладают бактерии, грибы и некоторые черви: все они используют растительный материал как ресурс углерода, необходимого для роста. Растения же, наоборот, получают углерод из неорганического источника — углекислого газа. Точно так же поступают и фотосинтезирующие водоросли: им, как и растениям, для роста нужны только свет, вода и углекислый газ. Но что произойдёт, если углекислого газа станет мало?

Исследователи из Билефельдского университета (Германия) выращивали одноклеточную микроскопическую водоросль Chlamydomonas reinhardtii в условиях недостатка CO2. Чтобы получить необходимый углерод, водоросль использовала другой ресурс — целлюлозу. Chlamydomonas reinhardtii выделяла специальный фермент, расщепляющий целлюлозу до более простых сахаров, которые затем поглощались. До сих пор никто и не подозревал, что у водорослей есть такая способность. Действительно, зачем одним фотосинтетикам поедать других? Но сейчас, разумеется, этот феномен будет исследоваться самым пристальным образом: вдруг Chlamydomonas reinhardtii не одна такая — и другие водоросли тоже время от времени не прочь перекусить целлюлозой?

Подобные исследования имеют ещё и важное практическое значение. Как известно, производство биотоплива, которое могло бы стать альтернативой нефтяным углеводородам, завязано на переработку растительной целлюлозы. До сих пор целлюлозоразлагающие ферменты получали из грибов, которые, между прочим, сами требовали органики, чтобы расти и размножаться. Водоросли могли бы стать дешёвым конкурентом грибам: расти они могут за счёт фотосинтеза, а способность синтезировать нужные ферменты можно подстегнуть с помощью генноинженерных методов.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

2.7. Животный мир пермского периода

18-03-2013 Просмотров:57854 Животные (Animalia) Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

2.7. Животный мир пермского периода

Оглавление 1. Общие сведения о животных 1.1. Разделение классификации животных 2. Появление и эволюция животных 2.1. Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария) 2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв 2.3. Животный мир ордовикского периода 2.4. Животный мир силурийского периода 2.5. Животный мир...

Ученые выяснили, почему некоторые виды грибов светятся в темноте

20-03-2015 Просмотров:6228 Новости Микологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые выяснили, почему некоторые виды грибов светятся в темноте

Фунгологи проследили за жизнью одного вида светящихся грибов в лесах Бразилии и пришли к выводу, что они сияют по ночам не просто так, а ради привлечения внимания насекомых, помогающих им распространять споры, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology. Цветы...

Живые микроорганизмы сохранились почти полмиллиона лет

13-10-2011 Просмотров:8332 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые из японского Агентства науки и технологии по изучению недр океана обнаружили живые микроорганизмы в слое грунта, возраст которого составляет 460 тысяч лет. Исследуемый слой грунта залегал на глубине 200...

Ученые выяснили, как жирафы обзавелись длинной шеей

07-10-2015 Просмотров:5251 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые выяснили, как жирафы обзавелись длинной шеей

Изучение останков древних жирафов помогло палеонтологам выяснить, что шея этих необычных млекопитающих начала изначально удлиняться со стороны их головы, и лишь потом ее позвонки начали расти в длину со стороны туловища, говорится в статье, опубликованной...

Из-за деятельности человека популяции позвоночных за 42 года сократились на…

27-10-2016 Просмотров:4090 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Из-за деятельности человека популяции позвоночных за 42 года сократились на 58%

Популяции позвоночных на Земле - млекопитающих, птиц, рыб, амфибий и рептилий - уменьшились за период 1970-2012 годов вследствие жизнедеятельности человека на 58%. Такой вывод содержится в обнародованном новом докладе "Живая планета"...

top-iconВверх

© 2009-2021 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.