Когда растут растения днем или ночью
Добавил пользователь Alex Обновлено: 18.09.2024
И если со светом и фотосинтезом всё предельно ясно - солнышко светит, растюшка радуется и растёт, - то с темнотой всё немного сложнее. Казалось бы, может, зелёным друзьям было бы лучше, если бы солнце светило сутки напролёт? Тем более сейчас круглосуточное освещение - совсем не проблема для садоводов. Разве что счета за электричество будут пугать. Однако в природе всё не так просто, как кажется на первый взгляд.
В ночное время, когда растение больше не может перерабатывать энергию света, оно переключается на дыхание - процесс, обратный фотосинтезу, во время которого углекислый газ выделяется, а кислород поглощается. В результате этого процесса тоже выделяется некоторое количество энергии, которую поглощает растение. Цикличная смена дня и ночи нужна для стабилизации этих сложных процессов.
Ну и в завершение стоит сказать, что в природе есть цветы, за опыление которых отвечают ночные насекомые и даже летучие мыши. Ночь жизненно необходима для таких растений, ведь без этого они не смогут размножаться.
В 2015 году международная группа ученых объединила результаты наземных и спутниковых наблюдений и создала подробную карту лесов. В научной работе они учитывали не только покрытую деревьями площадь, но и плотность зеленых насаждений. Изучив собранные данные исследователи пришли к выводу, что на нашей планете произрастает более 3 триллионов деревьев. Ученые регулярно занимаются их изучением и недавно они выяснили, что быстрее всего деревья растут по ночам. В результатах исследования нет сомнений, потому что они были выдвинуты после восьми лет наблюдения за 170 деревьями разных видов, растущих в разных точках Швейцарии. В рамках данной статьи предлагаю разобраться, как именно происходит рост деревьев и почему они растут именно в ночное время? Об этом вряд ли в ближайшее время расскажут в школьных учебниках биологии.
Ученые выяснили, что быстрее всего деревья растут ночью
Стоит отметить, что количество деревьев в мире постоянно меняется. Скорее всего, их становится меньше, потому что для роста им нужно много времени, а для исчезновения достаточно крупного пожара. Чуть больше года назад огонь полыхал на территории Австралии и уничтожил огромное количество деревьев.
Как растут деревья?
Как и для всего живого на нашей планете, для роста деревьям нужны питательные вещества. У них есть два источника: из почвы они получают воду и минеральные вещества, а из воздуха — влагу (в меньших количествах) и двуокись углерода. Под воздействием солнечного света зеленые листья производят крахмал, сахар и другие не менее важные для роста компоненты. В ходе всех этих сложных процессов в окружающую среду выделяется кислород, поэтому воздух в лесах и считается особенно чистым и полезным для человеческого организма.
Деревья получают питательные вещества из земли и воздуха
Образование новых клеток происходит в камбие — тонком слое между стволом и корой. Клетки, которые возникают на внутренней части этого слоя образуют ствол. А те, что образуются на внешней стороне превращаются в кору. Диаметр ствола постоянно увеличивается, а вот кора не меняется в размерах, поэтому постепенно трескается и отваливается. В результате всех этих процессов деревья растут как в длину, так и в ширину. На срезе ствола можно заметить светлые и темные круги. Первые состоят из больших клеток, которые образовались весной и в начале лета. Темные круги состоят из плотно расположенных между собой клеток меньшего размера, образовавшихся в конце лета. По этим кругам можно определить возрасте дерева — один год жизни равен одной светлой и темной полосе.
По количеству колес на срезе ствола можно узнать возраст дерева
О том, как определить возраст дерева, я рассказывал в этом материале. Там же вы можете почитать о самых старых деревьях в России.
Когда деревья растут быстрее?
Недавно в научном журнале New Phytologist были опубликованы результаты восьмилетнего наблюдения за 170 деревьями семи видов, которые произрастают в 50 точках по всей территории Швейцарии. Эти участки являются частью программы TreeNet, в рамках которой ученые регулярно измеряют диаметры стволов деревьев при помощи максимально точных приборов. Также организаторы этого проекта собирают данные об уровне влажности воздуха и почвы в швейцарских лесах. Наблюдения ведутся с 2011 года.
Горы и леса в Швейцарии
В ходе научной работы исследователи выяснили, что быстрее всего деревья растут ночью. Причиной этому явлению оказался разный уровень влажности воздуха в разное время суток. Днем воздух нагревается солнцем, поэтому воздух оказывается сухим. В таких условиях деревья теряют больше воды, чем поглощают, а ведь этот элемент играет чуть ли не ключевую роль в их росте. А вот ночью становится холоднее и влажность повышается, что положительно влияет на скорость роста растений. Таким образом получается, что для активного роста у деревьев каждый день есть всего лишь несколько часов.
Авторы научной работы надеются, что сделанное ими открытие позволит более точно оценить влияние климатических изменений на леса нашей планеты. На данный момент в мире наблюдаются признаки глобального потепления, из-за которого возникают крупные пожары и уничтожаются большие площади лесов. Однако, это не единственная причина гибели деревьев. В 2020 году мой коллега Александр Богданов рассказывал о том, как растительность также погибает из-за грязного воздуха. Если интересно, читайте эту статью.
То есть сухой воздух замедляет рост деревьев серьезнее, чем сухая почва. Поэтому они и растут ночью, когда воздух более влажный. Все дело в том, что способность деревьев транспортировать влагу ограничена.
Как только воздух становится суше, деревья начинают за счет транспирации терять больше воды, чем поглощают их корни. В этот момент водный потенциал падает и рост прекращается, даже если есть углеводы.
Скорость роста дерева — 1-5 микрометров в час. Один микрометр — 0,001 миллиметра.
Радиус стволов беспрерывно измеряют с помощью высокоточных точечных дендрометров.
В основе исследования данные, собранные за восемь лет в ходе наблюдения за 170 деревьями семи распространенных видов . Они росли в 50 местах в разных концах Швейцарии. Эти территории входят в программу TreeNet.
Она без остановки с высокой точностью измеряет радиус стволов деревьев и собирает информацию о влажности воздуха и почвы. В ходе исследования ученые собрали почти 60 миллионов единиц данных.
🎋 Ранее ученые из США выяснили, что коряги в затопленных лесах-призраках портят воздух парниковыми газами.
Логично думать, что растения растут медленными, устойчивыми темпами в течение круглых суток, но на самом деле процессы интенсивного роста у них запускаются поздно ночью, причем за несколько часов перед рассветом стебли растений растут быстрее всего.
В 2016 году исследователи из Центра экологических исследований в Тихани, Венгрия, провели эксперимент: на две березы – одну в Австрии и одну в Финляндии – были направлены лазерные сканеры, чтобы измерить любые изменения их формы. Через два часа после захода солнца ветви берез стали опускаться, и к рассвету опустились на целых 10 см. Эффект опущенных ветвей вызван падением давления воды клетках растений. Некоторые растения даже сворачивают свои листья ночью и откачивают воду обратно в клетки у основания листа, а утром снова открывают. Таким образом деревья отдыхают – буквально спят, точно так же, как люди.
Деревья, как и все растения, живут благодаря процессам дыхания и фотосинтеза. При фотосинтезе происходит сложная химическая реакция между водой, углекислым газом и некоторыми минералами, в результате которой производятся сложные органические молекулы и выбрасывается остаток – кислород, который выделяется растениями в течение дня.
Конечно, деревья используют кислород не в таких количествах, в каких они его производят – растения обычно выделяют в четыре раза больше кислорода, чем им нужно для дыхания. По сути, получается, что деревья производят пищу в течение дня и потребляют ее ночью.
Некоторые растения ведут себя иначе, потому что неэффективное сочетание фотосинтеза и дыхания потенциально смертельно. Деревья в жарком климате должны сохранять воду, поэтому они не открывают свои устьица под полуденным солнцем. Чтобы избежать потери влаги, они открывают микроскопические поры только ночью и одновременно поглощают кислород и количество углекислого газа, необходимое, чтобы продержаться в течение дня.
В следующий раз, прогуливаясь в парке поздно вечером, прислушайтесь. Деревья вокруг вас расслабляются, опускают ветви, восстанавливаются, дышат. Не имеющие возможности сменить свою дислокацию, они стараются по максимуму использовать условия предоставленной им окружающей среды. Нам есть чему у них поучиться, не так ли?
Читайте также: