Ботаники объяснили появление энергоэффективных растений

Ученые проследили эволюцию предков современных злаков и установили, что появление растений, фотосинтез которых идет по энергоэффективному C4-пути, было определено историческими особенностями их анатомии. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое содержание пересказывает сайт Университета Брауна.

 

Срез листа Eriachne ciliata, на котором хорошо видны коричневые проводящие пучки. Фото Edwards lab/Brown University

Фотосинтез, точнее, та его часть, которая связана с фиксацией углекислого газа, у некоторых растений идет по особому, так называемому С4-пути. Этот путь позволяет более эффективно, чем обычно (при условии достаточного количества света) преобразовывать CO2 в сахара. Этот способ фотосинтеза в течении эволюции возникал независимо не менее 62 раз, однако растения, которые его «изобрели» чаще всего относятся к особой филогенетической группе (кладе) внутри семейства злаков — PACMAD. До сих пор оставалось непонятным, почему представители этой группы чаще других становились на путь С4.

Ботаники провели микроанатомический анализ строения листьев 157 ныне существующих видов злаков из клады PACMAD (она включает как C4, так и C3-растения) и сестринской клады BEP. Исследователей интересовало строение проводящих пучков, по которым в листьях транспортируется жидкость. Точнее говоря, авторы обратили внимание на размеры и форму клеток обкладки проводящих пучков, которые играют важную роль в фотосинтезе по пути C4 — именно в этих клетках у С4-растений происходит фиксация CO2.

Используя эволюционное дерево злаков и знание о строении их современных представителей, ученые установили, что возникновение C4 пути было связано с особенностями строения проводящих пучков растений группы PACMAD.

Оказалось, что клетки обкладки у таких растений были увеличены и тесно связаны друг с другом еще задолго до того, как возник сам способ фотосинтеза по пути С4. В то же время у злаков группы BEP клетки обкладки со временем уменьшились и стали не приспособлены для использования нового пути фиксации CO2.

Фотосинтез по С4 пути проводят многие культурные растения — кукуруза, сахарный тростник и сорго. Во многом, именно такой способ фиксации CO2 объясняет их экономическую успешность.

 

lenta.ru

Ответы (4) на Ботаники объяснили появление энергоэффективных растений

  1. gold account:

    Ботаники провели микроанатомический анализ строения листьев 157 ныне существующих видов злаков из клады PACMAD (она включает как C4, так и C3-растения) и сестринской клады BEP. Исследователей интересовало строение проводящих пучков, по которым в листьях транспортируется жидкость. Точнее говоря, авторы обратили внимание на размеры и форму клеток обкладки проводящих пучков, которые играют важную роль в фотосинтезе по пути C4 — именно в этих клетках у С4-растений происходит фиксация CO2.

  2. gold account:

    Ученые: повышение температуры не влияет на плодородие. Новое исследование Университета Пердью (США) подвергает сомнению тот факт, что более теплый климат ускоряет круговорот азота, делая почву более плодородной.Раньше полагалось, что изменение климата в сторону повышения средней температуры положительно влияет на темп разложения растений, что ведет к ускорению круговорота азота. Однако профессор университета Пердью, Джефф Дукес обнаружил, что микробы, участвующие в круговороте азота по-другому реагирует на смену климатических условий.Согласно исследованию, ученые заявили, что нагревание может не оказывать никакого эффекта на почту в различных экосистемах. Это означает, что при том климате, который, как предполагалось, увеличивает плодородие почты при более высокой температуре, не была принята во внимание высокая скорость производительности растений.Дукес возглавляет эксперимент в Бостоне, который изучает поведение экосистем в условиях изменения температуры. Его исследовательская группа использует для этого нагреватели, пластмассовые крыши и разбрызгиватели на маленьких участках земли и затем изучает, как нагревание повлияло на растения и плодородие почвы. Более чем за два года было проанализировано 36 участков с 12 разными сценариями развития климатических условий.Хотя ученый и его команда ожидали, что нагревание температуры ускорит круговорот азота, обнаружилось, что изменения климатических условий редко оказывают на это влияния. Более того увеличение температуры и засуха привело к тому, что микробы участвующие в процессе разложения стали менее чувствительны к перепадам температуры.

  3. Piracetam:

    Ботаники провели микроанатомический анализ строения листьев 157 ныне существующих видов злаков из клады PACMAD (она охватывает как C4, так и C3-растения) и сестринской клады BEP. Исследователей интересовало расположение проводящих пучков, по которым в листьях транспортируется пасока. Вернее говоря, авторы обратили внимание на размеры и форму клеток обкладки проводящих пучков, которые играют важную значимость в фотосинтезе по пути C4 — именно в этих клетках у С4-растений происходит фиксация CO2.

  4. piracetam:

    Используя эволюционное дерево злаков и знание о строении их современных представителей, ученые установили, что возникновение C4 пути было связано с особенностями строения проводящих пучков растений группы PACMAD.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *