Ikivihreiden havupuiden salaisuus paljastettiin

Ikivihreiden havupuiden salaisuus paljastettiin
Ikivihreiden havupuiden salaisuus paljastettiin
Anonim

Biofyysikot ovat löytäneet vastauksen kysymykseen siitä, miksi havupuut pysyvät vihreinä ympäri vuoden. Syy - lyhyessä fotosynteesikierroksessa, johon he siirtyvät talvella, tutkimuksen tekijöiden mukaan, jonka tulokset julkaistaan Nature Communications -lehdessä.

Ruotsin Uumajan yliopiston tutkijat yhdessä Amsterdamin vapaan yliopiston ja Kanadan Länsi -Ontarion yliopiston kollegoiden kanssa tulkitsivat männyn neulojen fotosynteesimekanismin ja havaitsivat, että talvella se etenee lyhennetyn syklin mukaisesti.

Talvella vihreät klorofyllimolekyylit absorboivat valoenergiaa, mutta sitä ei käytetä fotosynteesimekanismin myöhemmissä reaktioissa, koska matala lämpötila pysäyttää suurimman osan biokemiallisista reaktioista.

Kirkkaassa auringossa ja alhaisissa lämpötiloissa ylimääräinen valoenergia voi vahingoittaa fotosynteesimekanismin proteiineja. Siksi useimmat puut vuodattavat lehtiään talveksi. Mutta männyssä tai kuusessa fotosynteettinen laite on järjestetty erityisellä tavalla, minkä vuoksi neulat pysyvät vihreinä ympäri vuoden.

"Olemme havainneet useita mäntyjä kasvavan Uumajassa Pohjois -Ruotsissa kolmen kauden ajan", artikkelin ensimmäinen kirjoittaja, tohtoriopiskelija Pushan Bag sanoi Uumajan yliopiston lehdistötiedotteessa, joka keräsi neulanäytteitä ja teki analyysejä ympäri vuoden että voisimme työskennellä neulojen kanssa "suoraan kadulta", jotta heillä ei olisi aikaa sopeutua laboratorion korkeampiin lämpötiloihin ennen kuin analysoimme ne, esimerkiksi käyttämällä elektronimikroskopiaa, jolla visualisoitiin rakenne tylakoidikalvosta."

Kirjoittajat havaitsivat, että talvella kloroplastien tylakoidikalvon rakenne, jossa tapahtuu valosta riippuvaisia fotosynteesireaktioita, järjestetään uudelleen, mikä johtaa fyysisen kosketuksen syntymiseen kahden valojärjestelmän välillä - toiminnalliset yksiköt, joissa valoenergia absorboituu ja muunnetaan kemialliseksi energiaksi.

Kävi ilmi, että lämpimissä olosuhteissa valojärjestelmät I ja II sijaitsevat erillään toisistaan tehokkaan fotosynteesin varmistamiseksi, ja talvella valojärjestelmä II antaa energiaa suoraan valojärjestelmään I. Siten mäntyneulat selviytyvät liiallisesta valon energiasta ja suojaavat herkkää fotosynteettistä laitettaan vaurioita pohjoisen talven aikana.

"Mäntyneulat ovat antaneet meille mahdollisuuden tutkia tätä erittäin sopeutuvaa supistumis- tai vuotomekanismia", sanoo tutkimuksen kirjoittaja Alfred Holzwarth Amsterdamin vapaasta yliopistosta, joka kehitti projektille erityisen fluoresenssianalyysimenetelmän.

”Tämä ihana sopeutuminen ei ainoastaan tee meidät onnellisiksi joulun aikana, vaan on itse asiassa äärimmäisen tärkeä ihmisen kehitykselle”, jatkaa tutkimusta johtanut professori Stefan Jansson Uumajan yliopistosta.”Jos havupuut eivät selviäisi ankarissa talviolosuhteissa, Ihmiset eivät ehkä olisi asuttaneet pohjoista pallonpuoliskoa, sillä havupuista saatiin polttopuita, suojaa ja muita tarpeellisia tarvikkeita. Ja nykyään ne muodostavat perustan useimpien ympärysnapaisten maiden taloudelle."

Kirjoittajat huomauttavat, että tutkimus tehtiin mäntyillä, mutta he uskovat, että samanlainen mekanismi koskee myös muita havupuita.

Suositeltava: