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.)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) 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 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)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