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


Биофизики нашли ответ на вопрос, почему хвойные деревья круглый год остаются зелеными. Причина — в коротком цикле фотосинтеза, на который они переходят в зимнее время, считают авторы исследования, результаты которого опубликованы в журнале Nature Communications.

Хвойные растенияХвойные растенияУченые из шведского Университета Умео вместе с коллегами из Амстердамского свободного университета и канадского Университета Западного Онтарио расшифровали механизм фотосинтеза в иглах сосны и выяснили, что зимой он протекает по сокращенному циклу.

Зимой световая энергия поглощается молекулами зеленого хлорофилла, но не используется в последующих реакциях фотосинтетического механизма, поскольку низкие температуры останавливают большинство биохимических реакций.

При ярком солнце и низких температурах избыток световой энергии может повредить белки фотосинтетического механизма. Поэтому большинство деревьев сбрасывают листья на зиму. Но у сосны или ели фотосинтетический аппарат устроен особым образом, благодаря чему их хвоя остается зеленой в течение всего года.

"Мы наблюдали за несколькими соснами, растущими в Умео на севере Швеции в течение трех сезонов, — приводятся в пресс-релизе Университета Умео слова первого автора статьи аспиранта Пушана Бага (Pushan Bag), который круглый год собирал образцы хвои и проводил анализы. — Важно, что мы могли работать с иглами "прямо с улицы", чтобы они не успели адаптироваться к более высоким температурам в лаборатории, прежде чем мы проанализируем их, например, с помощью электронной микроскопии, которую мы использовали для визуализации структуры тилакоидной мембраны".

Авторы установили, что зимой структура тилакоидной мембраны хлоропластов, в которой происходят светозависимые реакции фотосинтеза, реорганизуется, что приводит к возникновению физического контакта между двумя фотосистемами — функциональными единицами, в которых энергия света поглощается и преобразуется в химическую энергию.

Оказалось, что в теплых условиях фотосистемы I и II находятся отдельно друг от друга, чтобы обеспечить эффективный фотосинтез, а зимой фотосистема II отдает энергию непосредственно фотосистеме I. Таким образом хвоя сосны справляется с избыточной световой энергией и защищает свой чувствительный фотосинтетический аппарат от повреждений в течение экстремальной северной зимы.

"Хвоя сосны дала нам возможность изучить этот механизм сокращения, или перетекания, представляющий из себя крайнюю степень адаптации", — говорит еще один автор исследования Альфред Хольцварт (Alfred Holzwarth) из Амстердамского свободного университета, который разработал для данного проекта специальный метод флуоресцентного анализа.

"Эта замечательная адаптация не только радует нас во время Рождества, но на самом деле чрезвычайно важна для развития человечества, — продолжает профессор Стефан Янссон (Stefan Jansson) из Университета Умео, руководивший исследованием. — Если бы хвойные деревья не смогли выжить в суровом зимнем климате, обширные территории в северном полушарии, возможно, не были бы колонизированы человеком, поскольку хвойные деревья давали дрова, жилье и другие предметы первой необходимости. И сегодня они составляют основу экономики большинства приполярных стран".

Авторы отмечают, что исследование проводилось на соснах, но они полагают, что аналогичный механизм свойственен и другим видам хвойных деревьев.


Источник: РИА Новости

Опубликовано в Новости Ботаники

Из-за недостатка влаги при засухе у растений происходит закупорка водопроводящих сосудов пузырьками воздуха. Оказалось, что хвойные страдают от этого зимой больше, чем летом, — те же самые пузырьки воздуха забивают их ксилему при чередовании оттепелей и заморозков.

Старая сосна с сухой вершиной и кран, с помощью которого обследовались верхушки деревьев (фото Oregon State University)Старая сосна с сухой вершиной и кран, с помощью которого обследовались верхушки деревьев (фото Oregon State University)Зимой деревья испытывают гораздо больший стресс от недостатка влаги, чем летом, как утверждают учёные из Университета Орегона (США). Экологи, изучив хвойные деревья на Тихоокеанском Северо-Западе, пришли к выводу, что зимняя смена морозов и оттепелей затрудняет движение воды по сосудам растений больше, чем обычная летняя сушь.

Транспорт воды от корней к листьям осуществляется по сосудам ксилемы и характеризуется так называемой гидравлической проводимостью, или влагопроводностью. Чем лучше влагопроводность, тем легче растению качать воду из земли. Но если в растительном водопроводе окажется пузырёк воздуха, это может создать серьёзные проблемы в водоснабжении: пузырёк сработает как пробка, не пускающая влагу в мелкие ветви и листья.

Причиной воздушной закупорки сосудов может послужить летняя засуха. К счастью, в это время года растению есть чем защититься: дерево может закрыть устьица, через которые происходит испарение воды, уменьшить уровень фотосинтеза и темпы роста, постараться запасти воду. Но та же ситуация может сложиться зимой, когда морозы и оттепели сменяют друг друга, и справиться с такими условиями растениям уже не в пример труднее. Парадокс, но растения могут страдать от недостатка воды, буквально стоя в ней: из-за резких изменений водного режима в сосудах могут в массовом порядке образоваться воздушные пробки. Как пишут исследователи в своей статье в American Journal of Botany, ксилемные сосуды мелких веток деревьев, оказавшихся в воде после начала весенней оттепели, проводили при этом меньше влаги, чем в сухой летний период. Зимняя потеря влагопроводности была у них больше, чем даже в 40-градусную жару летом.

Исследователи пока не знают, как деревьям удаётся вытеснить воздушные пробки из сосудов. Удаётся это, так или иначе, не всем — суховершинность у старых деревьев и отмирание верхних ветвей есть прямое следствие зимней воздушной эмболии, в результате которой до верхушки дерева вода просто не доходит. Если мы и вправду живём во время великого потепления, то циклы оттепелей и заморозков во время зимы будут учащаться. И это угрожает хвойным породам ещё большим стрессом, чем сейчас.


Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА


 

Опубликовано в Новости Ботаники

Случайные статьи

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

Позвоночное умеет есть кожей

04-03-2011 Просмотров:10186 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Позвоночное умеет есть кожей

Ученые обнаружили позвоночное животное, которое поглощает питательные вещества   через клетки кожи и жабр. Им оказался тихоокеанский пиявкорот — представитель   подкласса миксин. Раньше считалось, что позвоночные такой способностью   не обладают. Пиявкорот (Eptatretus...

Ученые нашли древнейший ископаемый лес на планете

21-12-2019 Просмотров:986 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые нашли древнейший ископаемый лес на планете

Ученые обнаружили ископаемые деревья, возраст которых составляет 386 миллионов лет. Это самые древние на сегодняшний день окаменелости доисторического леса. Находка описана в журнале Current Biology. При обследовании заброшенного песчаного карьера в...

Пахицефалозавры, возможно, бодались

19-10-2012 Просмотров:9695 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Пахицефалозавры, возможно, бодались

На черепах пахицефалозавров обнаружены следы ран от бодания. Вариант реконструкции бодания пахицефалозавров (изображение University of Wisconsin-Oshkosh / Ryan Steiskal)Эта группа динозавров давно озадачивает специалистов, которые никак не могут понять, зачем у...

Как разные области мозга контролируют взаимное общение

03-02-2014 Просмотров:6885 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как разные области мозга контролируют взаимное общение

Когда мы говорим, что нейронные группы в мозге контактируют друг с другом, это не значит, что взаимодействие продолжается непрерывно на протяжении всей жизни. Какие-то операции участок мозга выполняет сам, какие-то...

Найдены древнейшие млекопитающие юрского периода

14-08-2013 Просмотров:8424 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найдены древнейшие млекопитающие юрского периода

Палеонтологи ломают голову над тем, в каком месте генеалогического древа млекопитающих следует разместить два новых чрезвычайно загадочных вида. Специалисты, которые провели анализ одного из ископаемых, пришли к выводу, что перед...

top-iconВверх

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