Как растения поглощают воду: ученые смогли разглядеть весь процесс
Вода окружает нас буквально везде. Это главный ресурс, который необходим всему живому. Когда-то она стала местом, где зародилась жизнь. И животные, и растения — все возвращаются к ней. Нам она нужна для того, чтобы наши организмы нормально функционировали. Однако если то, как пьет воду человек, мы знаем по самим себе, как употребляют ее животные — нетрудно догадаться, то вот в отношении тех же растений все не так однозначно. Они ведь пьют воду, не так ли?
Удивительное рядом
Как ни странно, но ученые до этого момента не видели, каким именно образом растения поглощают воду. Очевидно, что травы и деревья это делают, и мы даже делились в нашей статье информацией о том, что именно высокая влажность ответственна за их рост. То есть жидкость присутствует во всех уравнениях, но как это происходит, догадаться было трудно, ведь в отличие от нас у растений нет рта. Процесс явно происходит на других уровнях, недоступных нам.
И ученые из Ноттингемского университета создали свой метод визуализации, который позволяет посмотреть внутрь клеток, не создавая угрозы для них. Основная задача — понять, как вода попадает в растения, как распространяется внутри и что она там делает. Не является ли она аналогом крови в их организмах, ведь именно она переносит все полезные элементы? Давайте разбираться.
Что сделали ученые
Их визуализации строилась на изучении того, как фотоны рассеиваются от узкого лазерного луча. Само рассеивание имеет свои особенности и параметры, и если взять какую-нибудь выделяющуюся на фоне других молекулу, то можно проследить ее путь. Поэтому ученые вместо того, чтобы запустить обычную воду, задействовали молекулы дейтерия. Это та же вода, но из разряда тяжелых, которая не несет в себе опасности в малых количествах и усваивается организмом.
Ученые поили растения разной водой, а затем наблюдали за процессом через оптические приборы, следуя за тем, как движется вода по организму. Как выяснилось, всасывают ее именно корни, она пролетает по ним, однако другие ткани совершенно не приспособлены для питья. Так как процесс был очень трудоемким, ученые смогли проследить только один путь. Они видели, как вода поднимается по организму, и предположили, что сначала она подается наверх и только потом идет дальше, распределяясь в других частях тела растения, после чего движется вниз. Практически как и в нашем организме.
Данное исследование позволяет ученым по-новому взглянуть на то, каким же образом можно поить растения. Сейчас они собираются изучать и другие факторы. Эта работа определенно будет полезна в мире, где главными проблемами являются засуха и глобальное потепление, снова и снова разогревающие планету. Как показывает практика, сейчас нам как никогда требуются инновационные способы питания растений, более эффективные, чем те, что были раньше. Особенно с учетом того, что воды в обозримом будущем может не хватать даже людям. Что и говорить, но даже такие мощные ресурсы, как Каспийское море, прошло точку невозврата. О том, что с ним происходит, можно прочитать в нашей статье.
Присоединяйся к нашему сообществу в телеграмме, нас уже более 1 млн человек 😍
Источник
Как растения собирают воду из воздуха
Важную роль в поглощении растениями воды из воздуха играют волоски, которыми усеяна поверхность их листьев, Во влажном воздухе они набухают, впитывая воду, а в сухом — отдают ее растению, утончаясь и сгибаясь. Авторы этого открытия, ученые из университета Синсю и Института индустриальной технологии Симанэ (Япония), рассказали о нем в своей статье в журнале Applied Physics Letters.
Рассмотреть подробно весь процесс можно на видеозаписи, созданной с помощью электронного микроскопа и приложенной к пресс-релизу Американского института физики. На ней хорошо видно, как набухшие от впитанной из воздуха воды конические волоски сначала становятся тоньше и сгибаются под углом в 90%, отдавая влагу своему растению. Когда воздух вокруг растения из сухого снова становится влажным, волоски совершают обратную эволюцию.
Результаты исследования показывают, что способность как впитывать воду, так и отдавать ее, волоскам придают находящиеся внутри них особые микроскопические волокна. Они же отвечают за сгибание волосков на 90% — по-видимому, с целью увеличения их механической прочности, ведь сухие волоски могут стать ломкими.
Модельным растением в этом исследовании выступала мухоловка Сиболда (Lychnis sieboldii). Однако исследователи считают, что аналогичный механизм присутствует и у других растений с «волосатыми» листьями.
Это открытие может иметь прикладное значение. «Эти растения дают нам отличную идею для копирования, — сказал профессор Сигеру Яманака (Shigeru Yamanaka), один из авторов исследования. — С помощью современных технологий можно разработать аналогичные волокна, а на их основе — устройства, которые смогут собирать воду из воздуха в засушливых районах планеты».
Напомним, что из-за глобального изменения климата засухи на планете усиливаются. По оценкам ученых, к 2080 г. от них будет страдать в 7 раз больше людей, чем сейчас. Сегодня от них уже страдает население центральной Африки, в несколько меньшей степени — Австралии и Амазонии, а в ближайшие испытывать на себе действие больших засух, судя по всему, придется жителям стран стран Азии и США.
Источник