Как растения защищаются. Презентация по экологии на тему "Умеют ли защищаться растения..."

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Как защищаются растения от травоядных животных? Как растения защищаются


Как растения защищаются от вредителей.

Сорвать цветок, пройтись по траве, сломать ветку дерева – казалось бы, пустяк. Но ничто на земле не проходит бесследно! Слышите «зелёный шум»? Это перешёптываются кроны деревьев, сообщают друг другу о незваном пришельце, готовятся к обороне. То, что растения умеют обмениваться информацией, было известно давно. Но вот оказалось, что говорят они исключительно «по делу» — чтобы предупредить друг друга об угрозе.

Это не фантастика, а реальность, о которой мы и не знали. Авторы эксперимента посадили два растения – рядом, но так, чтобы они не соприкасались. На одном сделали надрез, имитируя нападение вредителей. Не прошло нескольких часов, как второй росток рванул вверх, корни начали укрепляться, давать побеги. Непонятно: как он узнал о нападении на соседа?

Предупреждён — значит, вооружён. И этот принцип используют не только люди и животные, но и растения. Это доказали американские биологи из университета Делавэра. Если вы коснулись листочка, оторвали, сразу запустился целый каскад реакций: уже пошёл сильный запах, который обволакивает всё это растение и все соседние растения буквально слышат этот «крик» о том, что здесь очень опасно.

Конечно, растения не «слышат» как мы, да и бежать им некуда – но это не значит, что они не могут защитить себя. У растений прекрасное обоняние: миллионы пор в листьях, через которые происходит газообмен – они как «ноздри» улавливают тревожные запахи от соседей. В ответ растение запускает синтез гормонов роста.

Главной же сенсацией эксперимента стало то, что сигнал «СОС» от погибающих растений мобилизует армию бактерий вокруг корней здоровых ростков. Полезные микробы в почве анализируют вещества, поступающие от листьев к корням. И в случае атаки патогенов дают сигнал листьям захлопнуть поры – чтобы вредители не смогли попасть внутрь.

Растения выработали механизм защиты и от поедания их животными. К примеру, акации в Африке: жирафы жуют листья на одном дереве – а на соседних листва становится горькой и несъедобной. Учёные долго не могли понять – почему, а до жирафов быстро дошло, что надо подходить к дереву с такой стороны, чтобы тревожные «сигналы» сдувало ветром.

Согласно исследованиям: на расстоянии 50 см – это устойчивая зона приёма, дальше интенсивность снижается. Эти сигналы универсальны для большинства растений, но ни о каком «коллективном разуме» речь не идёт. Просто в «зелёный компьютер» природа заложила программы ответов на определённые воздействия – это и позволяет растениям выживать.

Если удастся понять эту логику, можно будет защищать растения без всякой химии – биологическими методами. Включив этот механизм, вы включите механизм противодействия самого растения тому самому патогену, который ему угрожает – и потери будут значительно меньше, если они вообще будут.

К примеру, высадить по краям поля растения «дозорные» – при появлении вредителей они предупредят об опасности остальных. Или делать прививки семенам «дружественными» бактериями. Правда, ещё предстоит выяснить, на чём основана их дружба – ведь человек в этом треугольнике может оказаться лишним.

efimovna.ru

Удивительные способы, которыми растения защищаются от врагов

Казалось бы, чем могут быть опасны растения? Люди привыкли считать их не более чем пищей или строительным материалом, но недавние исследования показывают: флора умеет защищаться не хуже, чем фауна. Мы подобрали несколько любопытных механизмов, которые существуют у растений для отражения различных угроз.

 Отравление цианидом

5 удивительных способов, которыми растения защищаются от нас

Этот механизм был выработан некоторыми растениями (в числе которых — яблони и шпинат) в процессе эволюции, чтобы не давать животным быстро объедать верхние побеги и листья. Растение накапливает в клетках цианистый водород, который соединяется с молекулами углеводов и жира и оседает в побегах и верхней части стебля.

Когда травоядное употребляет в пищу часть растения, богатую цианидом, цианогенные гликозиды или липиды в его желудке расщепляются, выделяя цианистый водород, который нарушает процесс клеточного дыхания.

Концентрация отравляющего вещества в клетках неоднородна, поэтому человек редко умирает, съев один ядовитый плод. Кроме того, например, в яблоках количество цианистого водорода значительно ниже, чем в маниоке — съедобном корнеплоде, распространённом преимущественно в тропиках. Прежде чем употреблять в пищу маниок, следует хорошенько промыть его и подвергнуть так называемому выщелачиванию, чтобы удалить отраву.

 Угроза сердечного приступа

5 удивительных способов, которыми растения защищаются от нас

Долгую смерть от отравления цианидом, конечно, вряд ли можно назвать приятной, но есть цветок, который пошёл в защите своих законных жизненных интересов ещё дальше — «неосторожное обращение» с ним чревато сердечным приступом.

Так называемые наперстянки (род травянистых растений, семейство Подорожниковые) выделяют мощный токсин, который может вызвать остановку сердца. Дигитоксин, служащий наперстянкам оружием, — это вещество класса сердечных гликозидов, одним из главных эффектов которого является усиление сократимости миокарда, что повышает риск возникновения спазма. В небольших количествах этот токсин применяется в медицине в качестве средства лечения различных сердечных недугов, а передозировка (свыше 10 мл), скорее всего, приведёт к летальному исходу.

Основная опасность, исходящая от наперстянки, в том, что её листья внешне очень похожи на листья другого растения — окопника, которое используется при приготовлении успокаивающего целебного настоя, поэтому многие отравились дигитоксином, перепутав наперстянку с окопником.

 Болезненная инъекция нейротоксина

5 удивительных способов, которыми растения защищаются от нас

Крапива в пять м высотой — это само по себе звучит жутко, а если учесть, что это растение под названием «крапивное дерево» покрыто мириадами мельчайших волосков, содержащих невероятно мощный яд, создаётся образ страшного растительного монстра из научно-фантастических романов.

Этот редкий вид крапивы, который австралийские и новозеландские аборигены зовут онгаонга, настолько ядовит, что в течение нескольких месяцев после первого контакта оставшийся в ране нейротоксин может вызывать у человека ужасную боль. Именно это неприятное свойство «австралийской крапивы» в 1920-х годах послужило причиной смерти голландского учёного Винклера.

 Нашествие муравьёв

5 удивительных способов, которыми растения защищаются от нас

Подобно некоторым из людей, растения находят себе «телохранителей» для защиты от различных угроз. В случае бычерогой акации в качестве защитников выступают древесные муравьи. Акация предоставляет муравьям жильё в полостях у оснований многочисленных шипов и даже «кормит» их специальным нектаром, выделяя его из желёз, расположенных около шипов.

Взамен муравьи дают дереву защиту, отбивая попытки растительноядных насекомых попробовать акацию на вкус — охотников до сочных листьев муравьи сбрасывают с дерева или поедают. Муравьиный рой при случае способен напасть даже на крупное животное или человека — болезненные укусы множества «телохранителей» убивают всякое желание взобраться на акацию или сорвать на память веточку.

Правда, чрезмерная рьяность муравьёв в отстаивании интересов бычерогих акаций обернулась не слишком приятными последствиями для самого дерева: многие насекомые, способствующие опылению и размножению растений, не могут даже приблизиться к акациям из-за полчищ безжалостных охранников.

 Осиный рой

5 удивительных способов, которыми растения защищаются от нас

Такое на первый взгляд безобидное растение, как кукуруза, тоже может за себя постоять, да ещё как!

Листья кукурузы содержат летучие химические соединения, в числе которых — фенольные терпеноиды, привлекающие так называемых паразитических ос или наездников. Они очень тонко чувствуют наличие в воздухе этого вещества, которое служит для них сигналом продолжения рода. В отличие от обычных ос, наездники не жалят жертву, а откладывают в неё яйца, причём различные виды по-разному подходят к проблеме развития потомства — некоторые из наездников кладут своих будущих детей в яйца других насекомых, а другим хранилищем служат пауки, крупные насекомые и даже млекопитающие.

Личинка наездника развивается в теле «донора» несколько дней, поедая его внутренние органы, а затем покидает его, начиная самостоятельную жизнь. Таким образом, паразитические осы не дают многочисленным вредителям уничтожать урожай кукурузы, но если вы сами решили съесть свежий початок, будьте внимательны — наездники, вероятно, уже в пути.

maxpark.com

Растения защищаются.

Трохан А.М. Таинственный мир, в котором мы живем

Растения защищаются.

 У растений много врагов. Все живое на Земле, в конечном счете, питается растениями. Пока питание происходит в умеренных масштабах, это только приносит пользу сообществу живых организмов, создавая стабильность экосистемы, но когда аппетиты едоков становятся чрезмерными, растения вынуждены защищаться самыми различными способами.

Растения не так уж беззащитны перед насекомыми. Биологи давно подметили: при нападении вредителей деревья повышают в листьях содержание фенолов – едких соединений, входящих в состав древесного дегтя, которые делают листья «невкусными». Но вот что любопытно: одновременно с деревом, подвергшимся нападению, защитные меры принимают и его соседи, словно получили сигнал тревоги.

Термиты – один из самых многочисленных и прожорливых видов насекомых на земном шаре. Общую численность термитов подсчитать пока не удалось, но например, только на одном острове Шри Ланка их проживает более 770 биллионов. Если бы они могли образовать живую дорогу шириной в 10 метров, то она протянулась бы от Земли до Луны.

Австралийские эвкалипты не страдают от этих шестиногих. Установлено, что в древесине эвкалипта содержатся вещества, сходные по составу с феромонами тревоги термитов. Так эвкалипты нашли средство защиты от термитов.

Американские антилопы Куду питаются листьями акации. Пока животные едят культурно, понемножку – акации терпят. Но если нахлебники теряют чувство меры, в листьях появляется избыток танина, придающего листьям горький вкус и даже ядовитость. И антилопы вынуждены искать другую кормушку. Так акации следят за справедливым «налогообложением», а заодно регулируют численность антилоп.

Но это еще не все. Оказывается, танин выделяют не только объедаемые деревья, но и их соседи. Заранее, чтобы неповадно было. Но как они узнают, что враг рядом? Очень просто: листья, когда их рвут, выделяют этилен. Он летит по ветру, и те же деревья, до которых дошел сигнал опасности, спешно принимают меры.

В национальном парке Претории однажды начался массовый падеж антилоп куду. Для выяснения причины несчастья был приглашен зоолог Ван Ховэн, который вскоре и установил ее. Оказывается, куду были заперты в довольно ограниченном пространстве, где росло множество акаций, любимой еды этих антилоп. Но руководство парка не знало, что акация, которая подверглась жестокой атаке травоядного, тут же оповещает всех сородичей о грозящей опасности. И все растения уже через 10-15 минут значительно увеличивают в своих листьях содержание танина. Именно от отравления танином и погибли куду, поскольку уйти достаточно далеко от места кормежки сородича и найти непредупрежденное растение они не имели возможности.

Подобно электрическим рыбам, обладающим электрическим оружием, например, электрическим угрям и скатам, существуют электрические растения. Эти растения обладают свойством выделять сильный, хотя только мгновенный ток: если отломить ветку, то рука поражается ударом, равным по силе удару индукционной катушки. Замечено, что ни птицы, ни насекомые никогда не садятся на эти растения.

Большинство растений семейства лютиковых содержат в клеточном соке ядовитые вещества, благодаря чему не поедаются животными. Даже не прикасаясь к растению, животное и человек могут пострадать от ожогов их токсическими веществами. А вспомним крапиву, шипы на растениях, иногда ядовитые, борщевик, сок которого вызывает ожоги и т.д.

Некоторые виды деревьев при нападении на них насекомых активно защищаются. Ольха и ива, например, когда на их листьях появляются гусеницы, начинают выделять химическое вещество типа алкалоидов, которое делает их листья трудно перевариваемыми. В радиусе 60 метров прочие деревья того же вида начинают выделять такое же ядовитое вещество, хотя на них гусеницы еще не появились. Этот феномен обнаружил американский зоолог Дэвид Роуз из университета в Сиэтле.

Поскольку растения в процессе своих «переживаний» могут вырабатывать яды, животные разборчевы в выборе меню: скажем, жирафы едят листву только отдельно стоящих акаций. Дикий картофель защищает себя от нападения тли с помощью особого волосяного покрова. Любой волосок имеет головку, состоящую из четырех долек. Эти головки раскрываются и выделяют липкую, быстро затвердевающую жидкость. Ползающие по ботве тли вязнут в ней и не могут причинить вреда растениям. Морковь при нападении насекомых выделяет вещества, разрушающие их ДНК.

Установлено, что растения умеют предупреждать друг друга о нависшей опасности и организовывать отпор. Так, профессор биологии из штата Небраска Э. Девис установил, что у них, как у насекомых, существует ионная сигнализация. Как только гусеница, скажем, приступает к поеданию листика помидорного куста, другие листья и рядом расположенные растения получают сигнал опасности и начинают спешно вырабатывать протеиназу – вещество, которое связывает у гусениц пищеварительные ферменты, что затрудняет и даже делает невозможным усвоение пищи. Кроме ионной сигнализации, растение одновременно начинает подавать и электрические сигналы. А они привлекают внимание птиц, питающихся этими самыми гусеницами. Еще более изощренно защищается хлопковое растение, подвергшееся нападению гусениц совки. Распробовав на вкус слюну врага, его листья вырабатывают так называемые терпены. Эти летучие ароматические вещества служат приманкой для наездников-браконид, которые откладывают свои яйца прямо в тела гусениц. Вылупившись, они убивают «хозяина».

Нидерландский ботаник Марсель Дикке, экспериментируя с бобами, обнаружил, что поражаемые клещами растения приманивали насекомых, естественных врагов клещей, выделяя смесь ароматических веществ – терпеноидов. Как только клещи начинали поедать листья бобов, хищные насекомые устремлялись к ним – там их ждала вкусная пища – сигнал их не обманывал.

Защиту от врагов с помощью насекомых-телохранителей применяют многие растения. Среди них огурцы, помидоры, кукуруза. При этом сигнал бедствия растения посылают экономно, только в том случае, если их поедают действительно враги. Эксперименты показали, что как ни эмитируй процесс поедания листьев искусственными механическими средствами, растение молчит, чтобы не обмануть своих телохранителей. Химический анализ показал, что при таких повреждениях растения не выделяют терпеноидов – сигналов бедствия.

Как и у животных, у растений естественной внутренней защитой, против внешних микроврагов является иммунитет. У растений, как и у животных, окись азота (NO) играет ключевую роль в запуске и активизации иммунной системы. Это явление было недавно подтверждено сразу двумя группами американских биологов. Ученые под руководством Д. Клессинга из Института Воксмэна (Нью-Джерси) работали с ростками табака, которые были заражены фитопатогенным возбудителем, вирусом мозаики. У сопротивляющихся растений в клетках наблюдалась концентрация NO, в пять раз превосходящая количество окиси азота, присутствующее у растений, чувствительных к вирусу. Ученые, в частности, проследили за синтезом протеина, характеризующего ответ иммунной системы, причем им удалось воссоздать сложный процесс метаболизма, приводящий к контролю за инфекцией. Определяющую роль здесь играет салициловая кислота: она активизирует множество других молекул-посланников, уже известных, благодаря своему участию в иммунном ответе у животных. Далее. Иммунитет зашифрован в наследственной памяти растений. Но только дикари сохранили это богатство в первозданной чистоте. А культурные растения по вине человека в той или иной степени утеряли его. Переход из леса, с луга, из степи на поля, огороды, в сады превратил их в неженок, за которых все делают люди. Вдобавок земледельцы веками поощряли в них лишь способность давать урожай, а остальные природные достоинства были принесены в жертву этому.

verticalsad.ru

Презентация по экологии на тему "Умеют ли защищаться растения..."

Умеют ли защищаться растения?

1 ученик Почему мы выбрали эту тему? Курица может клюнуть, лошадь лягнуть, кошка оцарапать, воробей улететь. Мы знаем, как могут защищать себя животные. Как защищаются растения, если они не могут убежать, укусить, врагам даже подкрадываться не надо. Растения останутся на своем месте, даже не пошевелятся. И всё же они не беззащитны. Как же растения защищаются?

2 ученик Этим исследованием мы хотим пробудить гуманное чувства у детей и взрослых к природе, заставить задуматься об охране природы, в том числе и растений.

3 ученик Как защищаются растения? Они носят оружие.

Колючки, шипы – это всем известные защитные средства, которыми наделены растения. Всем растениям необходима вода, чтобы жить. Но кактусы растут в пустынях, где всегда очень сухо. Поэтому, чтобы не засохнуть, у кактусов есть специальные приспособления – шипы. Шипы кактуса играют ещё и роль оружия, защищая его от животных – любителей сочной мякоти

1 ученик Барбарис часть своих листьев превратил в колючки, Чертополох постарался вытянуть жилки листа и выросли они за границу листьев, стали колючками. У шиповника кожица на ветках превратилась в шипы. Держидерево пожертвовало прилистниками, из них получились колючки.

2 ученик Как защищаются растения? Вместо листа – пила. У многих растений края листьев имеют форму зубчиков. Береза, осока. Но березовые зубчики вреда никому не приносят, а осока очень сердитое растение: лишь слегка проведешь пальцем по краю листовой пластинки, как сразу кровь выступить из рваной ранки. Потому обходят стороной заросли осоки животные, а если какое по глупости или незнанию решить откусить сочный лист, осока сразу покажет, как защищаются растения.

3 ученик Растения научились защищаться с помощью запахов. Все деревенские жители знают: если в дом набились мухи, надо поставить в ведро с водой букет живокости. А тараканов можно из дома выжить черемуховым духом. Годились для обработки жилища и багульник, и бузина, и можжевельник. Много позже химики поняли, что тот самый дух есть синильная кислота, летучий яд. Летучие вещества назвали фитонцидами. Мы знаем их по прогулкам в сосновом лесу.

1 ученик Растения научились защищаться по-другому – с помощью запахов, призывая на помощь целые армии защитников. Оказывается, когда на растение нападают насекомые , листья начинают выделять ароматические вещества – терпеноиды – на запах которых и прилетают «телохранители». Кстати, хищники от такого сотрудничества тоже получают прямую выгоду – им не надо долго искать пищу. Кукуруза пошла дальше всех. Она может распознавать возраст поедающих ее гусениц. Чем младше они, тем интенсивнее взывает кукуруза о помощи.

2 ученик Если Вам загадать загадку: Не шмель, не пчела, а жалит, то сразу станет ясно, что речь идёт о крапиве. У жгучей Крапивы листья с многочисленными мелкими едкими волосками. Если животное начинает откусывать лист, волоски обжигают его и впрыскивают жгучий яд в губы и рот. Если вы обожжетесь крапивой, ваша кожа будет гореть и зудеть.

Совет: Если у вас сыпь от ожога крапивой, приложите лист щавеля.

3 ученик Могут ли растения защищать себя от вредителей при помощи хитрости? Оказывается, некоторые могут. В тропических лесах Америки растет одно из самых интересных растений мира - пассифлора голубая, с крупными оригинальными цветками необычного строения.

В тропиках Бразилии, где обитает это растение, живет также один вид бабочек, которые откладывают яйца только на молодые нежные побеги этой лианы. Из яиц выводятся гусеницы, которые съедают побег целиком. Но несколько бабочек никогда не отложат яйца на один побег, так как большому количеству гусениц не хватит корма. Пассифлора научилась имитировать яйца этой бабочки. Из листьев молодого побега выделяются капельки специального фермента, которые, застывая, очень напоминают маленькие желтые яички. Обманутая бабочка, видя, что место уже занято, улетает искать свободную лиану, а побег пассифлоры продолжает быстро пробиваться к солнцу.

2 ученик Ядовитые растения защищаются при помощи содержащихся в них химических веществ.

3 ученик Края листьев фаукарии покрыты мягкими шипами с загнутыми концами, что делает верхнюю пару листьев похожей на раскрытую пасть. Таким образом растение отпугивает животных.

2 ученик Некоторые растения маскируются под окружающую их среду. Литопсы – «живые» камни

3 ученик Так в природе идет извечная борьба за выживаемость. Вот так умеют защитить себя беспомощные, на первый взгляд, растения.

1 ученик Да….Умеют защищаться растения. А люди в своем невежестве до сих пор считают их беззащитными, потому травят химическими препаратами.

А жаль. Пусть наши сады и огороды станут чистыми, а продукты экологически чистыми.

ВСЕ На то и земля нам дана. Берегите ПРИРОДУ!

infourok.ru

Как защищаются растения от травоядных животных?

#1

Растения - это единственные организмы на планете, которые используют энергию солнца для своего развития и роста. Растения, независимо от вида, используют энергию солнца для производства сахарозы. Растения с доисторических времен находят новые и новые способы обезопасить себя от животных, питающихся растениями. С развитием растений появлялись новые животные, которые питались листьями. Как защищаются растения от животных определить не сложно, ведь многие растения сделали свои листья настолько болезненными, что их просто невозможно употреблять в пищу. Самыми ярким примером защиты растений от травоядных животных являются колючки, которыми покрыты многие кустарники и деревья. К примеру, всем известная акация, но это далеко не единственное средство защиты. Некоторые растения с целью защиты своих листьев стали ядовитыми, причем это касается и травянистых растений, и деревьев, и кустарников.

#2

В качестве токсического оружия растения используют вырабатываемые ими яды – фитотоксины. Этот способ не всегда действенен, так как с появлением какого-то отдельного вида растения, вырабатывающего токсин, появляется и животное, которое вырабатывает антитоксин, или борется с ядом, продолжая питаться растением. К примеру, попугаи Ара поедают массу ядовитых семян, но используют глину и некоторые минералы, чтобы абсорбировать яды. Способ зашиты полностью зависит от того, как развивается растение из семени, в каких условиях среды это происходит. Некоторые растения используют свои размеры, чтобы обезопасить свои листья от вредителей. К примеру, высокие секвойи и еще целый ряд хвойных и лиственных растений вырастают до исполинских размеров, что позволяет им одновременно уберечь свои зеленые побеги и получить дополнительный свет. Не всегда растения стараются отпугнуть животных, достаточно вспомнить, как происходит оплодотворение растений с помощью насекомых.

#3

Может показаться, что самыми незащищенными являются растения в степи, но так ли это, ведь есть свои особенности того, как приспособились растения в степи для жизни, найдя способ влиять на состав почв. В степях преобладают травянистые растения, и многие из них очень ядовиты для всех животных, к примеру, болиголов, дурман, вьюнок, Другие растения выделяют токсин в воздух, отпугивая животное. Но если приглядеться, можно заметить, что даже обычная трава нашла способ защититься от травоядных животных с помощью кварца. Травы - это яркий пример того, как растения влияют на почву и ее минеральный состав. Трава впитывает из почвы кристаллы кварца и формирует из них зубцы на краях и поверхности листа. Кварц при этом скапливается у поверхности. Этот кварц способствует быстрому износу зубов травоядных. Многие травоядные имеют крепкую эмаль, но, по сути, скорость старения у них увеличилась в несколько раз.

uznay-kak.ru

Как растения защищаются от солнца

Избыток фотонов включает в клетках растений и зеленых водорослей специальный фотозащитный белок, защищающий их от «солнечных ожогов».

Клетки папоротника с зелеными хлоропластами. (Фото: Carolina Biological Supply Company / Flickr.com.)

Избыток солнечного света вредит растениям так же, как и всем живым организмам, и, чтобы защититься от ожогов, у растений и водорослей есть свой солнцезащитный механизм.

Как мы знаем, солнечную энергию ловит пигмент хлорофилл: свет выбивает электрон из молекулы пигмента, и этот электрон начинает путешествие по сложной цепи молекул-переносчиков.

Перебрасывание электрона с молекулы на молекулу даёт энергию, необходимую для превращения углекислого газа в углеводы (кислород же является побочным продуктом реакции). Однако если на хлорофилл приходит слишком много света, он перевозбуждается и делается опасен: такой хлорофилл генерирует активные формы кислорода, повреждающие биомолекулы и органы клетки – иными словами, начинается окислительный стресс.

Чтобы такого не случилось, в клетках растений и зеленых водорослей есть сложный белковый комплекс LHCSR1 (light-harvesting complex stress-related 1 – светособирающий стрессовый комплекс 1). Его открыли несколько лет назад, и до последнего времени про него известно было только то, что он сидит в мембранах хлоропластов, взаимодействует с хлорофиллом и каротиноидами (которые тоже могут поглощать свет), и что у LHCSR1 уходит совсем немного времени, от нескольких секунд до нескольких минут, чтобы войти в солнцезащитный режим. Но как именно он это делает, удалось узнать только сейчас.

Исследователи из Массачусетского технологического института вместе с коллегами из Веронского университета с помощью специального метода микроскопии сумели понаблюдать за превращениями одного-единственного LHCSR1 в условиях разной освещенности. Как и у всякого белка, у LHCSR1 есть определенная пространственная форма, и полипептидные цепи, образующие белковый комплекс, уложены так, чтобы переключаться между двумя функциональными состояниями.

В статье в Nature Chemistry говорится, что в тени светозащитный комплекс передает все фотоны, которые к нему приходят, дальше, на фотосинтетический аппарат. Когда же солнце выходит из-за туч, трехмерный «портрет» LHCSR1 меняется почти мгновенно. Но меняется он не непосредственно из-за избытка фотонов.

В ходе реакций фотосинтеза молекулы воды Н2О расщепляются с образованием ионов водорода Н+. Когда света становится много, система фотосинтеза работает активнее, и ионов водорода становится много. Среда вокруг комплекса LHCSR1 становится слишком кислой, что, в свою очередь, влияет на взаимодействия аминокислот в его полипептидных цепях – и в итоге разные части комплекса сдвигаются друг относительно друга. И вот в таком новом состоянии LHCSR1 превращает энергию света в тепло – хотя подробности того, как он это делает, еще не вполне ясны.

Фотозащитное состояние обеспечивает еще и фермент, который тоже реагирует на повышение кислотности и меняет структуру каротиноидов, взаимодействующих с LHCSR1. То есть LHCSR1 и сам из-за кислотности переходит в нужное состояние, и еще каротиноиды его в этом поддерживают.

Главное, что тут удалось показать – как у белка получается так быстро переключаться из обычного состояния в фотозащитное; и здесь, конечно, нельзя было обойтись без разгадывания особенностей его молекулярной структуры. Обратный переход, кстати, происходит уже не так быстро: чтобы LHCSR1 перестал рассеивать свет в тепло, должно пройти несколько часов.

Для растений, конечно, важнее отреагировать на избыток солнечной энергии, чтобы им от него не стало плохо, и они легко пренебрегают тем, что из-за медленного переключения в обратную сторону снижается эффективность фотосинтеза.

Однако если речь идет о сельскохозяйственных культурах, то тут перед нами появляется возможность ускорить прирост биомассы, модифицировав фотозащитную систему. Так, в прошлом году мы писали о том, как улучшили фотосинтез растениям табака, но в той работе этого удалось добиться, пересадив табаку дополнительные гены, регулирующие фотозащиту.

Зная, как работает сам белок LHCSR1, можно усовершенствовать его собственную структуру, чтобы он не только быстро включался, но и быстро выключался, повышая активность фотосинтеза.

www.nkj.ru

Как защищаются растения?. Мир вокруг нас

Как защищаются растения?

Могут ли растения сами защищать себя от вредителей? Оказывается, некоторые могут. В тропических лесах Америки растет одно из самых интересных растений мира – пассифлора голубая, или страстоцвет, с крупными оригинальными цветками необычного строения. Рисунки этого растения попали в Европу из Нового Света еще в 1610 году. Испанские миссионеры, приехавшие в Америку за Колумбом, увидели в отдельных частях цветка «орудие страстей господних». Отсюда пошло его латинское название – пассифлора или русское – страстоцвет. Еще за роскошный наряд называли его «кавалерской звездой». Необычный цветок привлекал внимание не только ботаников, но и художников. Его изображение встречается на картинах известных мастеров XVII–XIX веков.

Но самое интересное, как научилась пассифлора обороняться от своих злейших врагов. В тропиках Бразилии, где обитает это растение, живет также один вид бабочек, которые откладывают яйца только на молодые нежные побеги этой лианы. Из яиц выводятся гусеницы, которые съедают побег целиком. Но несколько бабочек никогда не отложат яйца на один побег, так как большому количеству гусениц не хватит корма. Пассифлора научилась имитировать яйца этой бабочки. Из листьев молодого побега выделяются капельки специального фермента, которые, застывая, очень напоминают маленькие желтые яички. Обманутая бабочка, видя, что место уже занято, улетает искать свободную лиану, а побег пассифлоры продолжает быстро пробиваться к солнцу. Так в природе идет извечная борьба за выживание, в процессе которой изобретаются разные ухищрения.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

info.wikireading.ru


Смотрите также

Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта