Защо не изсъхне кактус
Очевидно е, че едно растение, което живее в сухо и горещо климат, трябва да се научите как да се компенсира липсата на вода.
Какво знаем за кактуси? Те имат бодли, те имат дебел ствол и че те растат в пустинята. И бодли, а дебелината и данните за местоположението, са свързани един с друг. Очевидно е, че едно растение, което живее в сухо и горещо климат, трябва да се научите как да се компенсира липсата на вода, както и едно от решенията - просто да го съхранявате вътре, което е необходимо и плътно, сочно стъбло.
Фото Наталия Domrin.
Устицата отваря и затваря, и чрез регулиране на изпаряване растителна дишането.
кактусова колекция в Националната Ботаническата градина към тях. NN Grishko (Киев, Украйна). Снимка от Виталий Pirozhkov.
Фото Наталия Domrin.
Но много вода се губи в топлина, и целият обем от влага може просто да пресъхне. Обикновено транспирацията (т.нар вода изпаряване растението) - изключително важен процес. Листа изпарява влагата помпа играе роля: те създават сила на засмукване, което кара водата с разтворени вещества корените и съдове. Въпреки това, ако растенията са предназначени да живеят под постоянна горещини и суша, изпарение е по-добре по някакъв начин да се забави. За да направите това, можете да се отървете от листата, като по този начин намаляване на изпарителната повърхност. Кактуси и направено: листата им се превърнаха в тръни и листа фотосинтеза функция пое стъблото. Можете да подобрите своя собствена "кожа": да предоставят на външния слой на клетките (епидермиса) косми и дебел восъчен кутикула. След восък слой е по-трудно да се прекъсне водата извън отслабените косми въздушния поток непосредствено на повърхността на стеблото, което също намалява vlagopoteryu. Но кактуси, има и друг гениален трик, който е свързан с начина си на фотосинтеза, и които също ви позволява да се пести вода, въпреки постоянното горещини и суша наоколо.
Фотосинтезата е процес на образуване на органични съединения от въглероден диоксид и вода, използващи енергията слънчева светлина. Първо, енергията на светлинните фотони от сложни светлина събиращите молекули и молекулни комплекси, които включват хлорофил, се съхранява в специални химични съединения (в този етап трябва вода, от която на кислород се получава като страничен продукт), и след това с него чрез клетка синтезира органичен вещества. В фотосинтеза, има интересни варианти: например, някои бактерии са способни на аноксична фотосинтеза в която се образува кислород. "Normal" oxygenic фотосинтезата е присъщо на растения, водорасли и цианобактерии.
По този начин, растителна клетка, за да молекула глюкоза, трябва светлина, вода и въглероден диоксид. Водата излиза от земята чрез корените си и съдовата система, въглероден двуокис - от въздуха. Но растението не устата или белите дробове, които вдишват СО2. обмен на газ с околната среда чрез устицата - специфична повърхност на пори в листата и стъблата, заобиколен от охрана клетки.
Устицата направи доста значителен принос за изпарението на водата, а в топлината, която трябва да бъде през цялото време, за да се запази затворен. Но как да се получи въглероден диоксид за фотосинтезата? И това не е единственият проблем, свързан с фотосинтеза в горещ климат. основното фотосинтетичния ензим, наречен "рибулоза бифосфат карбоксилаза" (или Rubisco), чиято задача - да придават въглерод от въглероден диоксид към нарастващата молекула захар, при висока температура започва да работи в обратна посока, т.е. разцепват polusintezirovanny захар. В този случай, клетката трябва да се върна и отново се повтаря вече извършената работа, разбира се, е загуба на енергия. Следователно, фотосинтеза ефективност с повишаване на температурата намалява силно. Това може да бъде избегнато, ако асансьора в концентрацията на лист CO2 - след ензим в излишък на въглеродни материали ще синтезира въглехидрати. Но как да го направя?
Кактуси направи това: те отвори устицата през нощта, и абсорбират въглероден диоксид, но неговото производство на глюкоза не работи - светът не го прави. CO2 е депозиран в специален резерв на мембранни везикули, вакуоли в клетки. Тя не се съхранява в най-чистата му форма, и молекулата, прикрепена към посредник, който след това се изправи няколко трансформации. Резултатът е ябълчна киселина. Но идва ден, и ябълчена киселина, се изпраща от вакуолата в цитоплазмата, където се отцепва от СО2. - Сега той може да започне цикъл от фотосинтезиращи реакции, които работят от светлина. Заводът вече няма нужда да се отвори устицата, защото можете да използвате въглеродния диоксид се съхранява за през нощта, което означава, че много, за да се запишете на изпаряване на водата. Освен това, съотношението на СО2 и О2 поради запаси измества в полза на бившия следователно фотосинтезиращи ензими ще работи в посока, свързваща въглеродните атоми, към нарастващата молекула захар и не разцепва си кислород.
Такъв тип фотосинтеза при фиксиране на СО2 и неговото използване в фотосинтезиращи реакции са разделени във времето, CAM наречената фотосинтеза. CAM означава Crassulaceae киселина метаболизъм: тук киселина - киселина, която става съхраняват до въглероден диоксид, и Crassulaceae или Crassulaceae, - името растения от семейство, които първи са открили този път. Но Jade и кактус не сте единственият, който го използва. CAM-фотосинтеза се намери в ананас и други членове на bromeliad, някои тиква, пипер, здравец, както и редица други семейства, всичко за около 9000 вида. Обикновено това растение, които трябва да живеем в един горещ и сух климат. Но не само: CAM-фотосинтеза използва и видове, живеещи във водата, например polushniki, връх на стрела и някои други. Не противоречие тук: NYM пречиствателни станции трябва да решат същия проблем, и че тези, които трябва да издържат на топлина. Въпреки че водата може да бъде доста разтваря СО2. това дифундира е много по-бавно, отколкото във въздуха, толкова близо до растението, активно абсорбира въглероден диоксид, е хронично липсва. Exit - и тъй като не можете да фотосинтезират през нощта, за да се съберат на CO2 не само през деня, но през нощта, заснетото въглеродния диоксид е необходим за магазин. А CAM тип фотосинтеза само ви позволява да правите "въглероден диоксид" запаси.
Накрая отново обратно към zharovynoslivym растения. CAM-механизъм позволява максимално пестене на вода, но, ако се изчисли количеството на готовия продукт и енергията, изразходвани за това, че е по-малко ефективен от други видове фотосинтеза. Така че какви са някои видове го CAM-използва само когато е необходимо. Но позволява на ден, за да се проведе акция по-голяма взискателност устицата затворен, освен него има и друг вид фотосинтеза. В този случай фотосинтезиращи реакции възникват в дълбоките листни клетки около кръвоносните съдове, вени. Клетките, които са разположени по-близо до повърхността, на първо място, чрез светлинна енергия произвеждат гориво за синтез на въглехидрати, от друга страна, улов въглероден двуокис и е свързана към молекула посредник. Получените молекули киселина и енергия веднъж изпратени във вътрешността на листа, където CO2 е изключен от киселина транспортер и навлиза в синтетичен цикъл. Такъв път се нарича С4 -fotosintezom и е, както се вижда, е подобен на CAM, само тук фиксирането на въглероден диоксид и неговото използване в синтеза не са разделени във времето между ден и нощ, и в пространството между различни клетки.
Sense С4 -fotosinteza да предаде СО2 във вътрешните листни тъкани, където концентрацията на кислород е ниска. Ние се помни, че повишаване на температурата на Rubisco ензим още повече писти в обратна посока, който е разцепен с кислороден междинни продукти на фотосинтеза. Но ако не е достатъчно кислород, ензимът ще работи в правилната посока синтетични. От друга страна, С4 -path намалява изпарението на водата през устицата: най-горещото време на деня на растението може да се използва натрупания въглероден диоксид, който резерви, образувани чрез пространствено разделение на различните реакционни единици; себе си устица за известно време, колкото е възможно и в близост. Икономиите от вода не са толкова големи, колкото с CAM-режим, но производителността на фотосинтеза получава по-висока, така че не е изненадващо, че С4-схема, използвана от около 7600 вида растения, включително много култури, включително царевица, сорго, просо и захарна тръстика ,
Свързани статии