Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Флоэм


Палеонтологи нашли в Китае окаменелый ствол одного из первых деревьев Земли, которое росло на поверхности планеты примерно 375 миллионов лет назад, и впервые изучили его устройство, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Лес девонского периодаЛес Девонского периода"Раньше нам удавалось находить окаменевшие стволы деревьев, уже заполненные песком, что мешало нам понять, как они были устроены изнутри. Ствол древнего дерева, который мы нашли в Синьцзяне, имел огромные размеры, и он идеально сохранился внутри своеобразной "упаковки" из вулканического кремнезема, что позволило нам рассмотреть каждую его клетку", — рассказывает Крис Берри (Chris Berry) из университета Кардиффа (Великобритания).

Земля до начала времен

Как сегодня считают ученые, первые деревья появились в середине девонского периода, примерно 400 миллионов лет назад. Их появление резко изменило облик всей планеты – первые сухопутные растения сделали ее "зеленой" и заполнили ее атмосферу гигантским количеством кислорода, а также породили множество новых видов животных, в том числе сухопутных насекомых, и грибков, питающихся исключительно растительной биомассой.

То, как выглядели эти первые деревья, пока остается загадкой для ученых – известно лишь небольшое число "окаменелых лесов", особого типа отложений этого времени, в которых сохранились полноценные стволы и корневые системы этих деревьев, оказавшиеся под землей благодаря извержениям пепла или лавы. Их изучение показывает, что флора того времени были очень причудливыми объектами – роль листьев у них исполняла особая фотосинтезирующая кора, а по внешнему виду они были похожи на карликовые деревья из современной тундры. 

Берри и его коллеги смогли впервые изучить то, как были устроены внутренние слои древесины этих деревьев благодаря случайной находке, которую его команда сделала во время раскопок на территории Синьцзянь-Уйгурского автономного округа.

Потенциально древнейшее окаменелое дерево возрастом в 375 миллионов летПотенциально древнейшее окаменелое дерево возрастом в 375 миллионов летСеверо-запад современного Китая, как рассказывают ученые, был покрыт обширными лесами в конце девонского периода, похожими на те, окаменевшие останки которых были найдены в начале 20 века в окрестностях Нью-Йорка.

Относительно недавно Берри и его коллеги изучали породы этого времени в окрестностях города Хоштолгай, у самой границы между Казахстаном и Синьцзянем, и нашли там несколько крайне необычных окаменелостей, перевернувших представления ученых о том, как были устроены и как росли древние растения.

Парадокс сложности

Дело в том, что палеонтологи раньше считали, что первые деревья имели более примитивное устройство, чем современные растения, опираясь на то, что их предки жили в водах моря, где представителям флоры не приходилось заботиться о транспортировке воды, микроэлементов и питательных веществ внутри себя. Когда растения вышли на сушу, у них появилась ксилема – специальная "трубчатая" ткань, переносящая воду, и ее структура постепенно усложнялась по мере завоевания все более засушливых регионов Земли.

Когда Берри и его коллеги просветили найденный ими ствол при помощи рентгена, они поняли, что это представление было в корне ошибочным – ксилема и флоэма доисторического дерева, "сахаропровод" растений, оказались более сложно устроены, чем у современных цветочных растений. Кроме того, оно обладало крайне необычной манерой роста в длину и толщину. 

По словам ученых, внутри этого дерева имелось не одно, а несколько десятков годичных колец, которые одновременно росли и увеличивались в ширину, что делало Xinicaulis lignescens, как назвали этот вид ученые, больше похожим на пучок сросшейся травы, чем на единое дерево. В отличие от его современных наследников, центральная часть этого дерева была полой, а вода транспортировалась по его ксилеме очень необычным образом.

"Я не знаю, существовало ли в истории Земли хотя бы одно другое дерево, которое бы так сложно решало все эти задачи.  Оно одновременно разрывало себя на части и обваливалось под своим собственным весом, но при этом оставалось живым и росло в длину и в ширину для того, чтобы занять доминирующие позиции в первых лесах Земли. Это открытие ставит перед нами провокационный вопрос – почему самые древнейшие деревья были самыми сложными?", — заключает ученый.


Источник: РИА Новости


 

Опубликовано в Новости Палеонтологии

У растений, как известно, есть собственная транспортная система, которую можно до какой-то степени уподобить кровеносной системе животных. Вода и нужные вещества из земли распространяются от корней по всему телу растения с помощью ксилемы, сосуды которой сложены из мёртвых клеток. Сахара, получающиеся в результате фотосинтеза в листьях, транспортируются живыми сосудами флоэмы. 

«Живые электроды» помогли узнать о чувствах растений. (Фото Pam Morris / National Geographic My Shot.) «Живые электроды» помогли узнать о чувствах растений. (Фото Pam Morris / National Geographic My Shot.) В 1980-х учёные обнаружили, что одним лишь транспортом функция флоэмы не исчерпывается: её живые клетки выполняли ещё и роль нервной системы, передавая друг другу электрические импульсы. Как и у животных, эти электрические импульсы, разбегающиеся по всему телу, могут сообщать растениям о каких-то воздействиях внешней среды — к примеру, о том, что пришло некое травоядное и отъело у растения кусок. Правда, в случае растений импульсы не сбегаются в мозг, а отправляются в другую часть тела. И тогда растение может как-то отреагировать и защитить свои неповреждённые части от нападения травоядного (скажем, быстро выделить какое-нибудь едкое или резко пахнущее вещество).

Однако некоторые животные (например, гусеницы), «нападая» на растение, не причиняют ему сразу таких уж сильных повреждений. И может показаться, что в этом случае животное как бы обманывает растение: электрические импульсы ни о чём серьёзном не сигнализируют, и гусеница может продолжать спокойно питаться. Но, как показали исследования специалистов Лозаннского университета (Швейцария), даже при небольших повреждениях, наносимых гусеницами, растения всё равно их чувствуют и могут отреагировать. 

Однако куда более любопытно тут то, что биологи обнаружили это с помощью тлей.

Тли питаются растительным соком, вводя свои хоботки во флоэму, при этом целостность флоэмы они не нарушают. То есть они подключаются к сосудистой системе, становясь как бы её частью. И вот Эдварду Фармеру (Edward E. Farmer) и его коллегам пришло в голову, что тлей можно использовать подобно... электродам, вводимым в нервные клетки: как электроды чувствуют электрический импульс, бегущий по нервной цепочке, так и тля может быть естественным датчиком, демонстрирующим движения электрических сигналов по флоэме растения. 

Оставалось лишь посадить на растение с тлями гусениц и наблюдать, какие электрические сигналы приходят к тлям.

В журнале New Phytologist исследователи сообщают, что, несмотря на ничтожность повреждений, растения реагировали на «пощипывания» гусеницы, и реакция эта была подобна той, которая возникает в ответ на более серьёзный вред (только в случае гусеницы ответ был заметно слабее). Электрические сигналы распространялись по растению волнами, и быстрее всего они приходили к листьям, находившимся рядом с тем участком, на котором кормилась гусеница. При этом сам лист с гусеницей сигналов тревоги не чувствовал. 

Что же до молекулярного механизма, лежащего в основе этих сигналов, то, по словам исследователей, тут у животных и растений дело опять-таки обстоит похожим образом: у клеток есть ионные каналы, благодаря которым в нужный момент случается перераспределение ионов по обе стороны мембраны, и за счёт этого рождается электрохимический импульс. Когда во флоэме отключали канал для ионов кальция, никакой реакции на гусеницу не было, растение не чувствовало повреждений. (Стоит подчеркнуть, что, хотя система передачи электрического импульса у растений в чём-то сильно похожа на то, как это происходит у животных, совсем уж уподоблять это специализированной нервной системе животных нельзя.) 

Учёные надеются, что с помощью этой необычной уловки — использования тлей для того, чтобы подслушивать внутренние сигналы растений, — можно будет ещё многое узнать о том, как растения реагируют на внешнюю среду. Возможно, у растений есть и некие сенсорные системы, предназначенные специально для тлей: всё-таки эти насекомые достаточно долго живут вместе с растениями, чтобы те научились их чувствовать.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Ботаники

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


Опубликовано в Новости Ботаники

Случайные статьи

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

Гусеницы-листовёртки обеспечивают жильём тысячи тропических членистоногих

21-02-2013 Просмотров:8115 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гусеницы-листовёртки обеспечивают жильём тысячи тропических членистоногих

Многим, наверное, доводилось видеть листья растений, свёрнутые в трубочку. Так поступают гусеницы хараксиновых бабочек. Свёрнутый в сигару лист служит им защитой от пристального внимания хищников, а сам лист гусеницы скручивают...

Выживет ли «русская» бактерия на Марсе?

30-12-2012 Просмотров:8996 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Выживет ли «русская» бактерия на Марсе?

Группа исследователей из России и США под руководством профессора Флоридского университета Уэйна Л. Николсона (Wayne L. Nicholson) обнаружила, что целый ряд бактерий рода Carnobacterium, обычно проживающих и размножающихся в вечной...

Найден, возможно, наш общий червеобразный предок

14-03-2013 Просмотров:8558 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найден, возможно, наш общий червеобразный предок

Проследив древо позвоночных до самых его корней, вы найдёте немало интересных членов вроде этого кишечнодышащего (на фотографии вверху), которое роет норы в песке и грязи на дне водоёмов. Одинокое и...

Популяция бабочек-монархов начала восстанавливаться

19-02-2011 Просмотров:8796 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Популяция бабочек-монархов начала восстанавливаться

В текущем году увеличилось количество бабочек-монархов, мигрирующих из Канады и США в Мексику, что расценивается как обнадёживающий знак, ведь в 2010-м численность этих насекомых сократилась на целых 75%. Монархи населяют не...

Кислород появился в атмосфере Земли уже 3 млрд лет назад

01-10-2013 Просмотров:6856 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Кислород появился в атмосфере Земли уже 3 млрд лет назад

Геологи установили, что кислород присутствовал в атмосфере Землю большую часть ее истории. Следовательно, первые фотосинтезирующие организмы возникли гораздо раньше, чем принято считать. Кислород появился в атмосфере Земли уже 3 млрд лет...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.