Как растения запасают воду
Добавил пользователь Alex Обновлено: 17.09.2024
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.
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.
Основная проблема кроется в том, что попытка проследить процесс водообмена между тканями растения неизбежно повлечет за собой нарушение этого деликатного процесса — но исследователи нашли способ избежать этого
Физику из Ноттингемского университета Флавиусу Паскуту и его команде пришлось прибегнуть к щадящей технике визуализации, благодаря которой ученые смогли в реальном времени наблюдать за тем, как пьют растения.
Мало того, что вода сама по себе важна для растений, она также действует как средство транспортировки других питательных веществ, минералов и биомолекул по всем живым структурам. То, насколько эффективно растения могут перемещать драгоценную жидкость, может оказывать огромное влияние на их способность переносить суровые условия окружающей среды.
Хотя тяжелая вода имеет несколько другие свойства, она все еще достаточно похожа на обычную воду, чтобы в небольших количествах не влиять на физиологию растений.
Прощай, последний киевский курорт: как "Большая стройка" уничтожит Пущу-Водицу
Происшествия 2022.01.31
Сотрудники скандального Укрэксимбанка помогали легализировать преступные деньги
Политика 2022.01.31
Осужденный в Молдове Дмитрий Торнер пытается избежать тюремного заключения в Украине
Политика 2022.01.31
Губернатор Живицкий, "прокладочник" Безнис, "великий крадівник" Тимошенко. Как Сумская область готовится к войне?
А вы знаете, что всего лишь 0,02% от всех водных запасов на планете составляют поверхностные пресные воды (реки, озера, болота, искусственные водоемы). Большую часть их запасов на земле формируют моря и океаны. Следовательно, запас пресной воды на планете невелик. Есть континенты и материки где ее пока еще достаточно, там протекает много рек, есть много озер. Но не везде на планете достаточно этой живительной влаги, есть континенты (Африка) или просто огромные участки суши (пустыня) где она имеется в очень небольшом или ограниченном количестве. Как же там выживают растения и животные?
Оказывается, многие растения и животные обладают способностью запасать воду.
Животных, живущих в засушливых местах планеты природа наделила рядом приспособительных способностей, они могут:
- Вырабатывать воду окисляя продукты питания и жировые такни организма. Ярким представителем таких животных есть верблюд. Вопреки общему мнению в горбах верблюда храниться не вода, а жир, в процессе окисления которого организм животного может обеспечить себя 40 литрами воды. Похожей приспособительной способностью обладают курдючные овцы и тушканчики, только жир у них хранится в хвосте, а у сусликов и ежей – в подкожных жировых отложениях;
- Впадать в спячку. Такой возможностью наделены животные, которые из-за сильного холода или жары не могут полноценно питаться. Это хорошо нам всем известный бурый медведь;
- Запасать воду. Например, на Галапагосских островах живет слоновая черепаха в мочевом пузыре которой хранится очень много пригодной для питья воды.
Растения также научились запасать влагу для этого природа наделила их различными приспособительными механизмами, которые препятствуют испарению влаги с их поверхности:
- Стволы или листья растений покрыты восковым налетом (суккуленты, пальмы).
- Вместо листьев на стволах растений растут колючки. Кактусы, густо покрытые колючками, могут удерживать влагу и даже в сильную жару оставаться сочными.
В результате воздействия условий окружающей среды у моих растений корни видоизменены. Помимо своих основных функций – удерживание растения в почве и поглощение из воды и растворенных в ней минеральных веществ – они также выполняют и некоторые другие функции.
Существует несколько видов видоизменных корней, каждый из которых выполняет свои функции:
Накопительные корни: корневые клубни (запасание питательных веществ в главном корне и в нижних частях стебля) и корнеплоды (запасание питательных веществ в боковых и придаточных корнях);
Корни-прицепки (развиваются из придаточных корней и помогают растению крепиться к разным поверхностям, например, к фасадам зданий или стволам деревьям);
Дыхательные корни (помогают выживать растениям, которые произрастают в местах со стоячей водой, путем поглощения кислорода из воздуха);
Воздушные корни (необходимы растениям, которые обитают в тропических лесах на стволах деревьев, чтобы поглощать достаточное количество влаги из воздуха);
Корни-подпорки (являются придаточными корнями у деревьев тропических лесов, которые служат опорой для тяжелый частей их ствола).
№ 2. Какие видоизменения листьев вам известны? Какова их функция?
Главными функциями листьев являются фотосинтез и испарение влаги. У большинства растений листовые пластинки тонкие, обладают большой поверхностью, что позволяет им выполнять эти функции максимально эффективно. Однако в процессе эволюции и в результате приспосабливаемости к условиям окружающей среды листья видоизменились и не всегда похожи на настоящие листовые пластины.
Например, у растений, которые обитают в засушливых местах, листья видоизменены в колючки. Они не только защищают растение от поедания травоядными животными, но и практически не испаряют влагу. У некоторых растений этих же мест обитания тонкие листья видоизменены в толстые и сочные образования, которые хорошо запасают воду. Для предотвращения испарения влаги поверхности этих листьев покрыты волосками, восковым налетом и имеют меньше устьиц.
Есть много растений, у которых листья видоизменены в усики. При помощи усиков они могут цепляться за разные опоры и удерживаться за их счет в вертикальном положении. Также существуют еще и насекомоядные растения, у которых листья видоизменены в специальные ловчие приспособления. Они служат своеобразной ловушкой для насекомых и переваривания добычи.
У таких растений, как лук, листья видоизменены в чешуи. В них происходит откладывание и накапливание питательных веществ. Также у некоторых растений чешуи прикрывают почки, а потому выполняют еще и защитную функцию.
№ 3. Каковы основные функции стебля?
У наземных растений стебель выполняет сразу несколько основных функции:
Опорная (удерживает листья и остальные органы растения, и оптимально распределяет их в пространстве, обеспечивает положение тела растения);
Транспортная (при помощи проводящих тканей луба и древесины по трахеидам и сосудам осуществляется движение воды и растворенных в ней минеральных веществ);
Запасающая (запас крахмала, дубильных веществ и жиров);
№ 4. Что называют побегом?
Побегом называют один из основных вегетативных органов у всех высших растений, который состоит из стебля и листьев с почками, расположенными на нем.
Читайте также: