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

Под Калининградом в янтаре найдены останки хищного растения возрастом 40…

05-12-2014 Просмотров:6682 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Под Калининградом в янтаре найдены останки хищного растения возрастом 40 млн лет

NewScientist сообщает, что исследователи из Геттингенского университета имени Георга-Августа нашли окаменелость из двух листьев растения эоценовой эпохи в янтарной шахте вблизи поселка Янтарный, Калининградская область.  «Потрясающе смотреть на что-то столь древнее,...

Зонд "Мессенджер" составил первую в истории полную карту Меркурия

08-03-2013 Просмотров:8695 Новости Астрономии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Зонд "Мессенджер" составил первую в истории полную карту Меркурия

Зонд НАСА "Мессенджер" закончил картографирование поверхности Меркурия, создав первую в истории полную карту ближайшей к Солнцу планеты. Зонд НАСА "Мессенджер" "Теперь мы можем сказать, что мы засняли с орбиты каждый квадратный...

У ископаемого угря был позвоночник наземного животного

24-05-2012 Просмотров:8919 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Рыбы, продолжая жить в воде, могли приобретать детали анатомического строения, свойственные наземным животным. Из отложений каменноугольного периода Шотландии (их возраст составляет около 345 млн лет) был описан угорь с необычным строением...

Лемуры узнают друг друга по тембру голоса

21-09-2012 Просмотров:11677 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Лемуры узнают друг друга по тембру голоса

Близкородственные виды лемуров распознают друг друга по носовому фырканью, используя при этом те же параметры, что и мы, когда различаем голоса друг друга. Краснобрюхий лемур обладает самым высоким голосом по сравнению...

Зачем самки насекомых отрастили себе пенис?

22-04-2014 Просмотров:6465 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Зачем самки насекомых отрастили себе пенис?

В 2010 году в пещерах Бразилии были открыты насекомые рода Neotrogla, относящиеся к одному из семейств сеноедов. Появление нового вида или рода насекомых не такое уж большое событие в биологии, однако...

top-iconВверх

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