Флора других планет
Просыпающаяся после зимы жизнь - удивительна. Пожалуй, как сейчас, она не будет выглядеть еще целый год.
Просыпающаяся после зимы жизнь - удивительна. Пожалуй, как сейчас, она не будет выглядеть еще целый год.
Одним из главных процессов на Земле, который собственно и обеспечивает жизнь на ней, является фотосинтез. А заправляют им растения. Как известно, для фотосинтеза растениям необходим свет. Оказывается, ключевую роль в восприятии света растениями, в оптимизации растением своей структуры, обеспечивающей максимальное использование света в фотосинтезе, играют их маленькие помощники фитохромы. К тому же, они еще и разными бывают. Наиболее важными из них являются фитохромы А и В (phyA and phyB). Например, активный PhyB способствует дифференцировке устьиц, что позволяет растениям получать преимущества от более высокой освещенности за счет снижения эффективности использования воды.
Что еще за «фитохромы», спросите Вы? Поясню. Фитохромы - это фоторецепторы, сине-зеленые пигменты, которые существуют в двух взаимопревращающихся формах. Одна поглощает красный свет с длиной волны λ~660нм (RL) и является физиологически активной формой (Pfr), другая - дальний красный с длиной волны λ~730нм (FRL), это физиологически неактивная форма (Pr). Известно, что уровень Pfr повышается при высоком соотношении RL/FRL. Эта ситуация соответствует действию сильного солнечного света в полдень, когда наблюдается высокий уровень ультрафиолетового излучения. Получается, что увеличение уровня Pfr, по-видимому, служит своеобразным «индуктором» для формирования защитных механизмов, чтобы противостоять таким стрессорам как УФ излучение и интенсивный свет. Поздним вечером, когда нет необходимости в такой защите, отношение RL/FRL уменьшается и Pfr преобразуется обратно в Pr. Как фитохромы это делают? Какие механизмы лежат в основе защиты фотосинтетического аппарата от стресса? Ряд данных показывает, что повышение устойчивости к определенным стрессовым факторам может быть достигнуто путем увеличения отношения Pfr / Pfr + Pr. Достаточно высокое отношение Pfr / Pfr + Pr, которое сопоставимо с высоким отношением RL/FRL нужно для поддержания необходимого уровня хлорофиллов в зрелых листьях и структурной целостности хлоропластов во время процесса старения. Ко всему прочему выяснилось, что превращение Pr в Pfr может активировать антиоксидантные ферменты, такие как каталаза и пероксидаза и стимулировать образование низкомолекулярных антиоксидантов - каротиноидов и флавоноидов, которые также стоят на страже защиты растений от окислительного стресса. Что не менее важно, такая система защиты не обходится без участия большого количества генов антиоксидантной системы, включая гены, кодирующие тилакоид аскорбатпероксидазу (tAPX), цитозольную аскорбатпероксидазу 1 (APX1), а также халконсинтазу (CHS) и L-фенилаланин- аммиак-лиазу, участвующую в биосинтезе флавоноидов.
Таким образом, фитохромы являются жизненно важной «системой наблюдения», поскольку позволяют растениям адаптироваться к изменяющейся среде, приспосабливаться к изменениям длительности светлого времени суток и противостоять окислительному стрессу в ходе фотосинтеза.
Российские ученые сделали обзор, в котором описали фитохромную систему у растений и ее роли в процессах фотосинтеза и защите от стресса. Статья была опубликована в журнале BBA.
У растений имеется система регуляторных фоторецепторов и она играет ключевую роль в восприятии света. Эти фоторецепторы включают сложные компоненты, например, одни из них фитохромы.
Фитохром - это фоторецептор, представляющий из себя сине-зеленый пигмент, существующий в двух взаимопревращающихся формах. О чем будет сказано позже. Фитохромы регулируют множество физиологических процессов от прорастания семян до цветения и плодоношения. А также регулируют реакцию растений на разные раздражающие факторы, такие как неблагоприятная температура, солёность, засуха, ультрафиолетовое излучение. Предположительно, фитохромы регулируют различные процессы в растениях за счёт влияния на активность ферментов, которые в своё очередь регулирует метаболические процессы.
Фитохром представляет из себя белок, который под действием красного света изменяет свою структуру, что делает его активным. Обратный переход в неактивную форму происходит за счёт поглощения дальнего красного света.
Какое же участие фитохром принимает в процессе фотосинтеза ?
Целью ученых было рассмотреть как фитохром регулирует процессы фотосинтеза у растений, испытывающих стресс. За счёт определенных связанных между собой механизмов, в них входит и участие фитохромов, которые помогают фотоситентическому аппарату адаптироваться к развитию стрессовых стимулов. Фотоситентический аппарат характеризуется особым химическим составом, отличающим его от остальных участков клеток растения. Главное отличие завключается в том, что только в хроматофорах и хлоропластах содержатся пигменты, непосредственно участвующие в осуществлении процесса фотосинтеза.
Путём экспериментов на растениях, было выяснено что уровень фитохромов повышается при высоком соотношении красного света к дальнему красному свету. Эта ситуация соответствует действию сильного солнечного света в полдень, когда существует высокий уровень ультрафиолетового излучения, в то время как утром и вечером это соотношение уменьшается из-за рассеивающего воздействия атмосферы. В этом случае накопление фитохрома, по-видимому, служит инициатором для формирования защитных механизмов от повреждающего действия стрессоров, таких как ультрафиолетовое излучение и высокоинтенсивный свет. Такие механизмы могут быть разработаны в ходе эволюции благодаря ежедневному воздействию солнечного света на растения. Поздним вечером, когда нет необходимости в таких защитных эффектах, отношение красного и дальнего красного света уменьшается и фитохром преобразуется обратно в неактивную форму. Возникает вопрос, существуют ли механизмы, которые повышают эффективность работы, когда интенсивность света довольно низкая, а фитохромы находятся в неактивном состоянии. При слабом освещении недостаток активных фитохромов уменьшает активность энергозатратных систем у растений.
Итак, ученые смогли сделать вывод, что повышенное содержание активной формы фитохромов из-за кратковременного облучения растений с низкой интенсивностью красного света приводит к увеличению уровня молекул участвующих в фотосинтезе и защите растения от неблагоприятных условий. Регуляция инициируется не одним видом фитохрома, а следствием сложной регуляторной сети, включающей все фитохромы и другие регулируемые светом молекулярные переключатели.
Черенкование-это когда срезают черенки с маточника и укореняют их.Так получаются новые растения.Но у каждого растения есть свой возраст,который обнулить никак не получится.Единственный способ получить молодое растение-это посеять семена и дождаться всходов.Но в интернете часто читаю про омоложение растений черенками.И хочу заметить,что нет такого омоложения.Полученные от маточника черенки имеют тот же возраст на клеточном уровне,что и маточник.От обрезки они не станут лучше и моложе,а остануться таким же старьем,как и сам маточник.А старые растения цветут хуже.
Именно эта же тема меня волнует, когда продают каждый год по той же цене черенки роз и пеларгоний от старого маточника.Мне кажется это либо невежество продавца и неграмотность покупателей,либо чистый обман.Пеларгония цветет хорошо максимум до 5 лет и то при условии периода покоя каждый год,обрезок и подкормок.
Я поражаюсь:как будто уроки биологии и ботаники в школе никто не посещал.
Всем привет, я вернулся, уверен что вы не особо рады этому. Итак, это 24 день и у меня произошло переоборудование плантации, буду называть ее ОП(ОТСТАЛАЯ ПЛАНТАЦИЯ). 3Д принтер я продал и купил еще две фитолампы.
Выглядит теперь не так бомжово.
Первый этаж это всякая целень по типу салатов, имбирей и тд.
На втором этаже буду выращивать микрозелень.
на втором этаже все еще мало света, поэтому первый лоток не такой зеленыы как хотелось бы.
Испытываю острую нехватку дельных советов. Прошу помощи, особенно по свету и литературы, которую мой прокуреный мозг сможет воспринять(букварь не советовать)
Вопрос к биологам-ботаникам или просто знающим. Пишу курсовую работу по исторической реконструкции деревни. Деревня была упразднена в 1972 году, сейчас на ее месте не осталось ничего, кроме плотины и старого кладбища, по которым смогли идентифицировать деревню.
Однако, на местах бывших домов (или нет?), аккуратными прямоугольниками растёт крапива. Вопрос, как объясняется это явление?
Деревья очень настроены на социум и помогают друг другу. Однако для успешного выживания в лесной экосистеме этого еще недостаточно. Каждый вид деревьев пытается занять больше места, повысить эффективность и таким образом вытеснить другие виды. Исход этого соревнования определяет не только свет, но и борьба за воду. Корни деревьев мастерски умеют осваивать влажную почву. Они образуют тончайшие волоски, чтобы увеличить свою поверхность и всасывать как можно больше. В нормальных условиях этого вполне достаточно, но больше – всегда лучше. Поэтому деревья уже миллионы лет назад заключили союз с грибами.
Грибы – удивительные существа. Наше общее разделение живой природы на растения и животных их обходит. Растения отличаются тем, что сами производят пищу из неживой материи, то есть полностью независимы. Неудивительно, что на скудных безжизненных почвах сначала должна появиться растительность, прежде чем за ней смогут последовать животные. Грибы – это что-то среднее. Их клеточные стенки образованы хитином, и в этом отношении они напоминают скорее насекомых, у растений это вещество не встречается. К тому же они неспособны к фотосинтезу и зависят от органических соединений других живых организмов, которых они поедают. Десятками лет сплетение их нитей, мицелий, распространяется под землей вширь. Так, в Швейцарии растет один опенок, размер которого – почти половина квадратного километра, а возраст – 1000 лет. Возраст еще одного опенка из американского штата Орегон оценивается и вовсе в 2400 лет, при этом его тело простирается на 9 квадратных километров и весит 600 тонн. Таким образом, именно грибы – самые большие из известных живых организмов на планете.
Впрочем, как раз эти гиганты – враги деревьев, они убивают деревья в поисках съедобных живых тканей. Поэтому рассмотрим лучше мирные контакты между грибом и деревом. С помощью мицелия подходящего гриба (например, для дуба это может быть млечник нейтральный) дерево может в несколько раз увеличить активную поверхность корней, то есть всасывать гораздо больше воды и питательных веществ. В растениях, которые сотрудничают с грибами, обнаруживается вдвое больше необходимых для жизни азота и фосфора, чем в тех, что рассчитывают только на собственные корни. Чтобы вступить в партнерство с одним из более тысячи видов грибов, дерево должно быть открытым такому союзу. Открытым в буквальном смысле, потому что грибные нити врастают внутрь нежных тонких корешков. Больно ли это, наукой не исследовано. Так или иначе, но теперь партнеры работают в одной упряжке.
Гриб не только пронизывает и обволакивает корни, но и пускает свои нити – гифы – вокруг, в окружающую лесную почву. При этом он выходит за границы обычной зоны распространения корней и растет дальше, к другим деревьям. Здесь он связывается с их грибами-партнерами и самими корнями. Возникает сеть, через которую идет оживленный обмен питательными веществами и даже информацией, например о предстоящем нашествии вредителей. Таким образом, грибы образуют что-то вроде лесного Интернета. Эта кабельная система имеет свою цену. Как мы знаем, жизнь грибов зависит от других организмов, ведь они во многом близки с животными. Без притока органики они просто погибли бы от голода. Так что они требуют от дерева-партнера оплаты в форме сахара и других углеводов, причем не особенно стесняются в цене. За свои услуги они требуют от дерева около трети всего, что оно производит!
Логично, что в ситуации такой зависимости ничего нельзя оставлять на волю случая. Поэтому нежные сплетения нитей начинают манипулировать окутанными ими кончиками корней. В первую очередь нужно подслушать, что именно рассказывает дерево через свои подземные побеги. Оценив, полезна ли им полученная информация, грибы начинают производить растительные гормоны, которые направляют рост клеток так, как нужно грибам . За щедрую оплату сахаром грибы предоставляют еще парочку услуг в подарок, например, фильтрацию тяжелых металлов. Деревьям они ничего хорошего не принесли бы, а грибам эти металлы не мешают. Выделенные вредные вещества каждую осень появляются над землей в тех прекрасных плодовых телах, белых или моховиках, которые мы с удовольствием собираем и приносим домой.
Медицинское обслуживание также входит в ассортимент. Нападут ли на дерево бактерии или его начнут разрушать коллеги-грибы – нежная грибная сеть защитит его от любых вторженцев. Грибы вместе со своими деревьями могут жить очень долго, сотни лет, пока у них все хорошо. Однако если условия окружающей среды меняются, например, в воздухе появляются вредные примеси, грибы испускают дух. Их зеленые партнеры, однако, скорбят недолго, вместо этого они быстро налаживают отношения с другим видом, который теперь уютно устраивается у их ног. Каждое дерево может сотрудничать с несколькими видами грибов, и только лишившись последнего из них, попадает в действительно трудную ситуацию. Грибы в этом отношении более чувствительны. Многие виды сами выискивают для себя подходящее дерево и, заняв его, будут связаны с ним и в горе, и в радости. Такое свойство, когда гриб предпочитает конкретный вид дерева, к примеру, только березу или только лиственницу, называется «хозяиноспецифичность». Другие, такие как лисички, уживаются с деревьями многих видов – пусть будет дуб, бук, ель, главное, чтобы под землей еще оставалось свободное местечко. Конкуренция здесь немалая: в одних только дубравах насчитывается больше 100 видов грибов, часть из которых встречается на корнях одних и тех же деревьев. Для дуба это, наоборот, очень удобно: ведь если условия изменятся и какой-то гриб исчезнет, то на пороге уже ждет следующий кандидат.
Правда, исследователи обнаружили, что и у грибов есть страховка. Так, связаны между собой мицелии не только деревьев одного вида, но и разных. Радиоактивный углерод, которым ученые пометили березу, прошел через почву и грибные сети в растущую поблизости дугласию. Как жестоко ни боролись бы деревья между собой в своей надземной части, как ни теснили бы друг друга их корневые системы, грибы, видимо, очень заинтересованы в компенсации и распределении. Действительно ли они хотят поддержать «чужие» деревья-хозяева или же только своих грибных родственников, которым нужна помощь (а те уж затем передают ее «своим» деревьям), пока не выяснено.Разнообразие – гарант существования естественных лесов, и поскольку грибы тоже нуждаются в постоянных условиях, они под землей компенсируют слишком успешные достижения одного вида деревьев, поддерживая и предохраняя от полной гибели другие виды.
Если, несмотря на взаимопомощь, грибу и дереву приходится туго, гриб может перейти к радикальным действиям, как демонстрирует веймутова сосна со своим партнером – лаковицей двухцветной (Laccaria bicolor). При недостатке азота лаковица выделяет в почву смертельный яд, который убивает всякую мелочь вроде ногохвосток, высвобождая содержащийся в них азот. Они невольно становятся удобрением для деревьев и самого гриба
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Насеялся откуда- то тройчатый гибискус. Территориально город Курган. Я понимаю, что каракурты периодически забродят в нашу область. Но тройчатый гибискус согласно википедии вообще распространён в субтропических регионах. Какие есть соображения?