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

Челюсти мегапираньи сильнее, чем у тираннозавра

22-12-2012 Просмотров:12142 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Челюсти мегапираньи сильнее, чем у тираннозавра

Древний родственник современных пираний кусал сильнее, чем аллигаторы, акулы и даже могучий Tyrannosaurus rex. Megapiranha paranensis (фото Steve Huskey)К такому выводу пришли исследователи ромбовидной пираньи (Serrasalmus rhombeus) — крупнейшего представителя этого...

Яйца морских птиц имеют защиту от воды и солёного воздуха

07-07-2013 Просмотров:8452 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Яйца морских птиц имеют защиту от воды и солёного воздуха

Яйцам морских птиц приходится выдерживать воистину экстремальные условия: они лежат на голых камнях, воздух вокруг насыщен солёной водой, а камни и земля рядом испачканы птичьим помётом. Очевидно, у яиц должны...

Ротовой аппарат моллюсков начинал с малого

23-08-2012 Просмотров:10099 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ротовой аппарат моллюсков начинал с малого

Внутренняя часть рта моллюска — страшная штука. У большинства моллюсков, от гигантских кальмаров до хищных слизняков, роль языка выполняют так называемые радулы — образования с взаимосвязанными зубами, которые движутся, словно...

Биологи впервые измерили скорость гепардов в дикой природе

15-06-2013 Просмотров:9117 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи впервые измерили скорость гепардов в дикой природе

Охотящиеся гепарды носятся по саванне со скоростью автомобиля. Как показали GPS-навигаторы, закрепленные на шее хищников, в дикой природе они могут разгоняться до 93 км/ч. Гепард, дото википедияОб этом говорится в статье,...

Дафния - чемпион по генам

04-02-2011 Просмотров:13452 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Дафния - чемпион по генам

У крошечного рачка геном маленький, но очень необычный. У него много генов, которые отвечают на состояние окружающей среды. Ученые полагают, что из дафнии можно сделать генный сенсор на загрязнения. Дафния (Daphnia...

top-iconВверх

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