Ученые из университета Хельсинки (Финляндия) и их голландские коллеги под руководством Ари Пекка Мякёнена (Ari Pekka Mähönen) разбирались в том, что регулирует и определяет рост корней. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature.

В процессе роста растения формируются три зоны: меристема (где происходит деление клеток), роста и дифференциации. Одновременно растения могут быстро изменить направление роста, приспосабливаясь к условиям окружающей среды, например, когда им приходится огибать препятствие. Проблема состоит в том, что для того, чтобы корень смог развернуться, его клеткам приходится изменять свои функции. И до сих пор было непонятно, как это происходит.

 «В клетках корня содержатся специальные гормоны роста ауксины и транскрипционные факторы PLETHORA. Последние обеспечивают деление клеток в меристеме. Больше всего белков PLETHORA находится в стволовых клетках. Мы знали, что они вместе обеспечивают рост корней», — объясняет Ари Мякёнен. А вот в других клетках количество этого белка уменьшается вдвое при каждом делении. В конце концов в клетках выше корня его остается так мало, что клетки перестают делиться вовсе, и тогда они начинают растягиваться и дифференцироваться. Эта внутренняя структура остается неизменной, даже если направление роста резко меняется.

Ауксин, в свою очередь, участвует в процессе роста корня. Пока белка PLETHORA много, этот гормон влияет на деление клеток, когда мало — на рост и дифференциацию. Кроме того, он влияет на деятельность клеток косвенным образом, способствуя транскрипции вышеупомянутого белка. Взятые вместе, эти воздействия стабилизируют структуру и рост корня.

Так вот, как рассказал Мякёнен, «гравитация и другие внешние воздействия могут изменить содержание ауксина в клетках, причем в короткое время. Это, в свою очередь, повлияет на направление роста корня. И растеням важно поддерживать внутреннюю структуру, направляя корни к потенциальным источникам воды и пищи». В результате нынешнего исследования установлено, что как раз уровень PLETHORA обеспечивает, какого типа клетки и какая зона корня будет находится в данном месте. То есть изменение уровня этого фактора предшествует тому, что корень изменит свое направление.

Источник: Научная Россия

Самая крупная доля углерода, удерживаемого в почвах северных лесов, может приходиться на живые и разлагающиеся корни деревьев и кустарников, а также на грибки, которые обитают на них.

Островок на северном шведском озере Удьяуре (фото Karina Clemmensen).По некоторым оценкам, в почвах планеты хранится вдвое с лишним больше углерода, чем в атмосфере. Бореальные леса покрывают около 11% поверхности Земли, и в них находится примерно 16% от общего объёма углерода в почве.

Лет десять назад большинство учёных полагали, что основная часть разложившихся органических веществ (гумуса) в почве — это опавшие ветки и хвоя, замечает Бьёрн Линдаль из Шведского университета сельскохозяйственных наук. Это считалось особенно верным для почв на небольших островах северных озёр, где лесные пожары редки и слой гумуса порой достигает более метра в глубину.

Но когда г-н Линдаль и его коллеги взяли пробы углерода на разной глубине из почв 30 островов, располагающихся в двух шведских озёрах близ полярного круга, выяснилось, что накоплением органического материала, упавшего сверху, нельзя объяснить обнаруженную концентрацию углерода. На островах площадью более 1 га на каждый квадратный метр почвы, остававшийся нетронутым как минимум 100 лет, приходилось около 6,2 кг углерода. А на островах менее 0,1 га за прошедший век накопились колоссальные 22,5 кг/м².

Эту разницу учёные объясняют теперь углеродом, попавшим в почву из корней деревьев и кустарников, а также из симбиотических с ними грибов. Последние, окрещённые эктомикоризальными (то есть с эктотрофной микоризой), помогают своим хозяевам высасывать из почвы воду и питательные вещества, получая в ответ свою долю пропитания. Г-н Линдаль и его коллеги полагают, что на больших островах на корни и эти организмы приходится около 47% почвенного углерода, а на маленьких — почти 70%.

Точно неизвестно, почему на маленьких островах корни и грибы играют настолько большую роль. Возможно, это связано с более медленной скоростью разложения материала.

Что нам с того? Пока не ясно. Эколог Йохан Берг из того же учреждения ещё не знает, каким образом новые данные повлияют на оценку освобождения почвенного углерода в атмосферу в результате глобального потепления. Рост температуры, вероятно, приведёт к активизации почвенных микроорганизмов, разлагающих органику, и в атмосферу будет попадать больше углерода. Но в то же время в более благоприятных условиях северные деревья и кустарники станут расти быстрее, в результате чего увеличится поглощение ими углерода.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА