Ночная жизнь растений
Что «делают» растения ночью? На этот вопрос так и хочется ответить: «Отдыхают». Ведь, казалось бы, вся «активная жизнь» растения происходит днем. В дневные часы цветы раскрываются и опыляются насекомыми, развертываются листья, молодые стебли растут и тянут свои верхушки к солнцу. Именно в течение светлого времени суток растения используют солнечную энергию для того, чтобы преобразовывать углекислый газ, поглощаемый ими из атмосферного воздуха, в сахар.
Однако растение не только синтезирует органические вещества – оно их и использует в процессе дыхания, снова окисляя до углекислого газа и поглощая при этом кислород. Но количество кислорода, необходимого растениям для дыхания, примерно в 30 раз меньше того, что выделяется ими в процессе фотосинтеза. Ночью, в темноте, фотосинтез не происходит, но и в это время растения потребляют так мало кислорода, что это нисколько не сказывается на нас с вами. Поэтому старая традиция выносить растения из комнаты больного на ночь совершенно не обоснованна.
А еще есть ряд видов растений, которые потребляют углекислый газ именно ночью. Поскольку энергии солнечного света, необходимой для полного восстановления углерода, в это время нет, сахар, конечно, не образуется. Но поглощенная из воздуха углекислота сохраняется в составе яблочной или аспарагиновой кислот, которые потом, уже на свету, вновь разлагаются, высвобождая СО2. Именно эти молекулы углекислого газа включаются в цикл основных реакций фотосинтеза – так называемый цикл Кальвина. У большинства же растений этот цикл начинается с захвата молекулы СО2 непосредственно из воздуха. Такой «простой» способ носит название С3-пути фотосинтеза, а если углекислый газ предварительно запасается в яблочной кислоте – это С4-путь.
Казалось бы, зачем нужны дополнительные сложности? В первую очередь для того, чтобы экономить воду. Ведь поглощать углекислоту растение может только через открытые устьица, через которые происходит и испарение воды. И днем, в жару, воды через устьица теряется намного больше, чем ночью. А у С4-растений устьица днем закрыты, и вода не испаряется. Газообмен же эти растения осуществляют в прохладные ночные часы. Кроме того, С4-путь в целом более эффективен, он позволяет синтезировать большее количество органических веществ в единицу времени. Но только в условиях хорошей освещенности и при достаточно высокой температуре воздуха.
Так что С4-фотосинтез свойствен «южанам» – растениям из жарких областей. Он присущ большинству кактусов, некоторым другим суккулентам, ряду бромелиевых – например всем хорошо известному ананасу (Ananas comosus), сахарному тростнику и кукурузе.
Интересно, что еще в 1813 г., задолго до того, как стали известны биохимические реакции, лежащие в основе фотосинтеза, исследователь Бенджамин Хейн написал в Линнеевское научное общество о том, что листья ряда суккулентных растений имеют особенно острый вкус по утрам, а затем, к середине дня, их вкус становится более мягким.
Способность использовать связанный в органических кислотах СО2 обусловлена генетически, но реализация этой программы находится и под контролем внешней среды. При сильном дожде, когда угрозы высыхания нет, а освещенность невысока, С4-растения могут открывают свои устьица днем и переходить на обычный С3-путь.
А что еще может происходить с растениями по ночам?
Некоторые виды приспособились привлекать своих опылителей именно в ночные часы. Для этого они используют разные средства: и усиливающийся к ночи запах, и приятный и заметный для глаза ночных опылителей цвет – белый или желтовато-бежевый. На такие цветы летят ночные бабочки. Именно они опыляют цветы жасмина (Jasminum), гардении (Gardenia), лунных цветов (Ipomea alba), вечерницы, или ночной фиалки (Hesperis), любки двулистной (Platanthera bifolia), лилии кудреватой (Lilium martagon) и ряда других растений.
А есть растения (их называют хироптерофильными), которые опыляются в ночные часы летучими мышами. Больше всего таких растений в тропиках Азии, Америки и Австралии, меньше в – Африке. Это бананы, агавы, боабабы, некоторые представители семейств миртовых, бобовых, бегониевых, геснериевых, синюховых.
Цветки хироптерофильных растений раскрываются только с наступлением сумерек и не отличаются яркостью окраски – как правило, они зеленовато-желтые, коричневые или фиолетовые. Запах у таких цветков весьма специфический, часто неприятный для нас, но, наверное, привлекательный для летучих мышей. Кроме того, цветки хироптерофильных растений обычно крупные, с прочным околоцветником и снабжены «посадочными площадками» для своих опылителей. В качестве таких площадок могут выступать толстые цветоножки и цветоносы или безлистные участки ветвей, примыкающих к цветкам.
Некоторые хироптерофильные растения даже «разговаривают» со своими опылителями, привлекая их. Когда цветок лианы Mucuna holtonii, принадлежащей к семейству бобовых и произрастающей в тропических лесах Центральной Америки, становится готовым к опылению, один из его лепестков приобретает специфическую вогнутую форму. Этот вогнутый лепесток концентрирует и отражает сигнал, издаваемый летучими мышами, отправившимися на поиски корма, и таким образом сообщает им о своем местонахождении.
Но не только рукокрылые млекопитающие опыляют цветы. В тропиках известно более 40 видов зверьков из других отрядов, активно участвующих в опылении около 25 видов растений. У многих из этих растений, как и у тех, которые опыляются летучими мышами, цветки крупные и прочные, часто неприятно пахнущие и образующие большое количество пыльцы и нектара. Обычно число цветков на таких растениях или в их соцветиях невелико, цветки располагаются низко над землей и раскрываются только к ночи, чтобы обеспечить максимальное удобство ночным зверюшкам.
Н.Ю. Феоктистова, с сайта roman.by
P.S. Одно из наиболее удивительных опыляемых растений — амазонская лилия. О нем в следующей статье рубрики «Биопарк». Прочитайте, не пожалеете. Амазонская лилия еще никого не оставила равнодушным.
Источник
Чем занимаются растения по ночам, спят ли они?
Чтобы узнать, спят ли растения, в первую очередь нужно понять, что именно мы понимаем под термином «сон». Если мы говорим о расслаблении и отдыхе, то. деревья действительно могут спать! Как отмечают ученые, ночью они «расслабляют» ветви, что может быть признаком дремоты.
В единственном опубликованном исследовании, посвященном изучению сна деревьев, ученые установили лазеры, которые измеряли движение ветвей двух берез (Betula pendula) ночью. Одно дерево находилось в Финляндии, а другое — в Австрии, и за обоими наблюдали с заката до восхода во время сухих осенних ночей. Лазерные сканеры использовали инфракрасный свет для освещения различных частей дерева в течение долей секунды. По словам исследователей, это обеспечило достаточную детализацию, чтобы зафиксировать движение деревьев в течение нескольких минут. Исследователи обнаружили, что ветви и листья берез обвисли ночью. Они достигли своего самого низкого положения за несколько часов до восхода солнца, а затем снова оживились в предрассветные часы. Поэтому, согласно точным лазерным измерениям, деревья могут спать после наступления темноты!
«Наши результаты показывают, что все дерево опускается ночью, что можно рассматривать как изменение положения листьев и ветвей, — говорит автор исследования Эету Путтонена. Изменения не слишком велики, всего до 10 сантиметров для деревьев высотой около 5 метров». По словам исследователей, неясно, «разбудило» ли солнце деревья, или они полагались на свой собственный внутренний циркадный ритм. Но тот факт, что некоторые ветви начали возвращаться в свое дневное положение еще до восхода, предполагает, что у растений действительно существуют внутренние циркадные часы. Несмотря на то, что ученые почти не проводили исследований на тему сна растений, любой садовод скажет, что у травы, цветов и кустов есть определенные циклы «бодрствования». Например, растения открывают и закрывают свои цветы на ночь. Еще в XVIII веке знаменитый ботаник Карл Линней обнаружил, что цветы в темном подвале, все еще открываются и закрываются! А Чарльз Дарвин отметил, что ночное движение листьев и стеблей растений похоже на сон. Увы, но все эти исследования изучали лишь небольшое количество растений. Поэтому однозначного ответа у ученых пока нет.
Источник