Ученые выяснили, почему у деревьев разные листья. Самые большие и маленькие листья растений
О листьях - Интересные факты
До сих пор не изучено, сколько же на самом деле в природе существует форм у листьев. Невозможно и сосчитать их точное количество в кроне даже среднего дерева, можно лишь приблизительно предположить.
Из школьной науки ботаники известно, что лист – это часть побега растения, его наружный боковой орган, с помощью которого происходит функция фотосинтеза.
В тех регионах земного шара, где люди переживают четыре времени года, им дано наблюдать за всем жизненным циклом листьев — от появления из набухших почек до изменения цвета с зеленого на багряный, желтый и красный.
По внешнему виду листочков можно определить здорово ли растение, получает ли оно сбалансированное питание и даже какие макро- и микроэлементы в наибольшей степени преобладают в воде. Например, если в питании избыток кислоты, то листья будут иметь по краям красноватый оттенок, если больше щелочи – яркий зеленый, даже бирюзовый.Интересен тот факт, что 80% листьев изученных растений любят условия с температурой воздуха +200С и относительной влажностью 75-80%.
У такого растения, как плющ, листья сами способны разворачиваться к солнечному свету, подставляя ему всю поверхность.
Усики гороха, которые цепляются за всевозможные выступы и помогают растению поддерживать вертикальное положение – это тоже видоизмененные листья.
Сложно представить, что у кактусов помимо колючек есть еще и обыкновенные листочки, но, как оказалось, сей факт доказан и неопровержим. Рассматривать их можно только в микроскоп, поскольку размеры их очень малы (от 30 до 2000 микрон) и располагаются они в самом основании ствола растения. Листья кактуса заняли почетное первое место в номинации самых маленьких.
Гигантские пластины, способные выдержать груз до 75 кг. – это ни что иное, как листья кувшинки «Виктории амазонской», названной в честь королевы Виктории странником Шомбургком.
Подобных номинаций может быть великое множество, поскольку все живое без исключения имеет свою изюминку и уникальность. И даже листочек ядовитой лозы или целебного подорожника одинаково неповторимы и гармоничны в окружающем мире.
Самые интересные новости:
zenun.ru
Почему у засухоустойчивых растений маленькие листья?
| Платан кистистый, любитель влажных почв (фото briweldon). |
Самый маленький и самый большой лист у растений различаются по размеру в тысячу раз, но, парадокс, причины такой изменчивости до сих пор не вполне ясны. Очевидна биогеографическая закономерность: в сухих районах листья маленькие, во влажных тропиках — большие, но что именно заставляет листья принимать такие размеры в зависимости от условий обитания? По словам исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, маленькие листья лучше адаптированы к более сухим условиям за счёт строения своей сосудистой системы.
Растение поднимает воду от корней через волокна ксилемы к жилкам листьев, чтобы пополнить её запасы, расходуемые в результате деятельности клеток листа, ведь, открывая устьица, чтобы забрать углекислый газ для фотосинтеза, лист одновременно испаряет воду. Очень важно, чтобы столб воды не прерывался, то есть чтобы в растительных сосудах не возникало воздушной эмболии — закупорки сосуда пузырьком воздуха. А именно это становится реальной опасностью для растений, обитающих на сухих почвах: чем суше почва, тем больше вероятность того, что столб жидкости где-нибудь разорвётся с образованием пузырьковой преграды. И в этом случае, как пишут исследователи в своей статье в Plant Physiology, мелкий лист оказывается очень кстати.
| Церкокарпус горный привычен к засушливым условиям. (Фото Eric in SF.) |
Дело в том, что у любого листа сосуды — жилки — делятся на главные и второстепенные. Главные хорошо заметны даже невооружённым глазом, и у большого листа они расходятся далеко, а у мелкого, наоборот, проходят через лист рядом друг с другом. При закупорке такой жилки на крупном листе доступ воды перекроется сразу для большой площади. У маленького же на помощь придут соседние жилки, послужив обходным маршрутом для воды, насытив жидкостью те клетки, которые находились «в ведомстве» закупоренного сосуда. Это можно сравнить с шоссе, ведущим в город: если на въезде случится авария, доступ будет закрыт сразу на все мелкие дороги города; если же рядом проходит ещё одна въездная трасса, трафик переключится на неё.
Исследователи проверили свою гипотезу на листьях разного размера и убедились, что у мелких главные сосуды действительно упакованы более плотно, а потому такие листья более устойчивы к воздушной закупорке проводящей системы. Небольшая листовая поверхность более эффективна при распределении воды, особенно в условиях постоянной засухи; грубо говоря, этот водопровод более совершенен.
Предыдущая гипотеза предполагала, что мелкие листья быстрее охлаждаются и меньше испаряют влаги, а поэтому растения с такой листвой получают эволюционное преимущество в сухом и жарком климате. При этом теория не объясняла, что заставляет растения формировать мелкие листья в сухих, но холодных условиях. Исследователи надеются, что их данные позволят ответить на многие вопросы, связанные с эволюцией растений и их адаптацией к окружающей среде.
animalworld.com.ua
Ученые выяснили, почему у деревьев разные листья
Большой лист неудобен для растений по двум причинам – с ним можно быстро засохнуть летом и с ним легко замерзнуть зимой.Размер листьев у разных видов растений может отличаться в тысячу раз, например, у австралийской эутаксии Eutaxia microphylla или у вереска обыкновенного площадь листа составляет в среднем 1 мм2, а у абака́, или банана текстильного – 1 м2, передает Хроника.инфо со ссылкой на 24news.com.uaОчевидно, такая разница возникает из-за того, что разные растения растут в разных условиях, и легко заметить, что самые маленькие листья – у тех, кто живёт пустынях и полупустынях, а самые большие – у тропических видов. Но какие именно факторы более всего влияют на размер листа?
Мы знаем, что лист растения в буквальном смысле впитывает в себя углекислый газ, из которого в ходе фотосинтеза получается глюкоза. Углекислый газ поступает в лист через особые отверстия на его поверхности, так называемые устьица. Через эти же отверстия лист выделяет воду. Испарение воды листом называется транспирация, и благодаря транспирации поддерживается то движение жидкости по сосудистой системе растения от корней до верхушки. Но в жаркую погоду из листа вылетает слишком много воды, так что он может завянуть и засохнуть. Можно было бы закрыть устьица, но как тогда получать необходимый для фотосинтеза углекислый газ?
Мы уже как-то писали о том, как растения решают проблему влажности и температуры, используя разные типы фотосинтеза. Другой вариант решения – анатомический: попытаться оптимизировать размер листа. Ещё больше ста лет назад экологи пришли к выводу, что тропические растения обзавелись большими листьями как раз потому, что там, где они растут, часто и обильно идут дожди, знаменитые тропические ливни. Действительно, если условия позволяют, то почему бы не увеличить лист, насколько это возможно?
В 60–70-е годы прошлого века на проблему попытались взглянуть иначе, приняв во внимание, что многим растениям, которые обитают в жарких и сухих географических зонах, часто грозит перегрев, особенно летом. Спасаясь от перегрева, растение усиливает транспирацию (можно сказать, усиленно «потеет»), но, если у тебя большие листья, возникает опасность потерять слишком много воды на охлаждении. Выход – уменьшить площадь листа. Такое объяснение подходит для пустынных растений; кроме того, так становится понятнее, почему большие листья у тех, кто растёт в тени и прохладе – например, в подлеске, под сенью крон более высоких деревьев.
Однако многие могли заметить, что эти объяснения местами сильно хромают. Например, тропики у нас не только влажные, но и жаркие – получается, что в некоторых случаях в жару можно выживать и с большими листьями. Кроме того, перегрев, особенно в летние дни, грозит растениям во многих других регионах, в целом намного более прохладных, чем пустыни и полупустыни. Между тем листья у растений в более прохладных регионах намного крупнее, чем у пустынных видов.
Исследователи из австралийского Университета Маккуори вместе с коллегами из Великобритании, Эстонии, Китая, Испании, США, Аргентины и Канады обнаружили новые закономерности, связывающие размер листа с экологическими условиями, в которых живёт растение.
Авторы работы сравнивали между собой более 7600 видов растений со всех континентов и всех климатических зон. В статье в Science они пишут, что размер листа обуславливают несколько факторов сразу: температура дневная, температура ночная, количество дождей и количество солнечного излучения, долетающего до растений (количество излучения зависит от расстояния от экватора и средней облачности).
В итоге получается, что там, где солнечно, жарко и сухо, будут расти растения с небольшими листьями, потому что в таких областях для растений главное – не перегреться и не потерять много воды. Там, где солнечно, жарко и влажно, листья будут большими: здесь растения могут тратить сколько угодно воды на охлаждение.
А вот там, где очень холодно, листья снова окажутся маленькими. Оказалось, что в холодных краях главным ограничителем служит не дневная температура самого жаркого месяца, а ночная температура самого холодного – иными словами, растения больше боятся не перегреться, а замерзнуть.
Дело в том, что каждый лист удерживает у поверхности слой неподвижного воздуха, который служит теплоизолятором. У больших листьев этот слой толще, поэтому, с одной стороны, им сложнее отдавать тепло, с другой стороны, остыв, им труднее согреться. И если ночи становятся особенно холодными и длинными, то именно ночная температура становится главным фактором, определяющим наибольший размер листа.
Правда, в тех же тропиках далеко не все растения пользуются возможностью отращивать огромные листья. Однако тут стоит помнить, что дневные и ночные температуры вкупе с дождями, так сказать, ограничивают спектр возможностей. Это стоит понимать так, что во влажных тропиках растения могут не обращать внимания на жару, поскольку здесь им не грозит засохнуть.
И тут уже могут сработать иные, структурно-физиологические факторы, когда дерево или куст будут «решать», что им выгоднее – иметь много мелких листьев, или же пусть листьев будет немного, но они будут большие.
Сами авторы работы признают, что в своем анализе не учитывали влияние почв, а ведь взаимовлияние климата и почвы тоже может влиять на размер листа. Но, как бы то ни было, уже те результаты, которые удалось получить, могут быть очень полезны как в сугубо научном, так и в практическом смысле. Например, по размеру листьев вымерших растений можно точнее определить, какой климат царил на Земле в ту или иную эпоху.
Читайте также: Ученые выяснили, почему люди любят кофе
Если же мы хотим пересадить какой-то вид на новую для него территорию, то, сопоставив его листья с климатом на новом месте, можно заранее понять, хорошо ли будет этот вид себя чувствовать и, если речь идет о сельскохозяйственной культуре, будет ли она тут достаточно продуктивна.
Если вы нашли ошибку в тексте, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter
hronika.info
