Суточная периодичность у растений проявляется: Суточный ритм у растений

Содержание

Суточный ритм у растений

Суточные циклы связаны с изменением освещенности, температуры, влажности и других экологических факторов в течение суток. Суточные ритмы проявляются в изменении состояния и активности живых организмов в течение суток. Например, чередование световой и темновой фаз фотосинтеза у растений, сна и бодрствования у животных.[ …]

Суточный режим. Дважды в сутки, на рассвете и на закате, активность животных и растений на нашей планете меняется так сильно, что приводит нередко к практически полной, образно выражаясь, смене «действующих лиц». Это так называемый суточный ритм, обусловленный периодическим изменением освещенности из-за вращения Земли вокруг своей оси. В зеленых растениях фотосинтез идет только в светлое (дневное) время суток. У растений нередко открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания, скорость роста колеоптиля и др. приурочены к определенному времени суток (рис. 7.3, 7.4).[ …]

Циклические изменения сообществ отражают суточную, сезонную и многолетнюю периодичность внешних условий и проявления эндогенных ритмов организмов. Суточная динамика экосистем связана главным образом с ритмикой природных явлений и носит строго периодический характер. Нами уже было рассмотрено, что в каждом биоценозе имеются группы организмов, активность жизни у которых приходится на разное время суток. Одни активны днем, другие — ночью. Отсюда в составе и в соотношении отдельных видов биоценоза той или иной экосистемы происходят периодические изменения, так как отдельные организмы на определенное время выключаются из него. Суточную динамику биоценоза обеспечивают как животные, так и растения. Как известно, у растений в течение суток изменяются интенсивность и характер физиологических процессов — ночью не происходит фотосинтез, нередко у растений цветки раскрываются только в ночные часы и опыляются ночными животными, другие приспособлены к опылению днем. Суточная динамика в биоценозах, как правило, выражена тем сильнее, чем значительнее разница температур, влажности и других факторов среды днем и ночью.[ …]

Косвенные трансбиотические взаимоотношения между растениями (через животных и микроорганизмы). Важная экологическая роль животных в жизни растений состоит в участии в процессах опыления, распространения семян и плодов. Опыление растений насекомыми, получившее название энтомофилии, способствовало выработке ряда приспособлений как у растений, так и насекомых. Назовем здесь такие интересные адаптации энтомофилъных цветков как узоры, образующие «путевые нити» к нектарникам и тычинкам, нередко видимые только в ультрафиолетовых лучах, доступных для зрения насекомых; различие окраски цветков до и после опыления; синхронизация суточных ритмов раскрывания венчика и тычинок, обеспечивающие безошибочное попадание пыльцы на тело насекомого, а с него — на рыльце другого цветка, и т. д. (рис. 6.16).[ …]

В настоящее время большинство специалистов все-таки поддерживают концепцию о циркадианной природе суточных ритмов животных. В основе этой концепции лежит представление об эндогенном ритме физиологических процессов, который используется для измерения времени. В эндогенном ритме имеются две фазы длительностью около 12 ч каждая: световая (светолюбивая) и темновая (темнолюбивая). На протяжении этих фаз реакция организма на световые воздействия полярно меняется. Так, у растений свет, действующий в течение световой фазы цикла, стимулирует цветение, а действующий в течение темновой фазы, тормозит его (Э. Бюннинг, 1961). Аналогичные отличия реакции на свет известны и для животных (см. ниже).[ …]

Таким способом с помощью фотоиериодической реакции растение как бы сверяет реальную длину дня с ходом эндогенных биологических часов, работающих у всех растении в режиме неизменной суточной периодичности.[ …]

Ритмичность явлений в географической оболочке. Географическая оболочка Земли постоянно изменяется, усложняются взаимосвязи между ее отдельными компонентами. Эти изменения происходят во времени и пространстве. В природе существуют ритмы разной продолжительности. Короткие, суточные и годовые, ритмы особенно важны для живых организмов. Их периоды покоя и активности согласуются с этими ритмами. Суточный ритм (смена дня и ночи) обусловлен вращением Земли вокруг своей оси; годовой (смена времен года) — обращением Земли вокруг Солнца. Годовая ритмика проявляется в существовании периодов покоя и вегетации у растений, в линьке и миграции животных, в некоторых случаях — в спячке, размножении. Годовая ритмика в географической оболочке зависит от широты мест: в экваториальных широтах она выражена слабее, чем в умеренных или полярных.[ …]

С лучистой энергией Солнца связана освещенность земной поверхности, определяющаяся продолжительностью и интенсивностью светового потока. Вследствие вращения Земли происходит периодическое чередование темного и светлого времени суток, а также изменение продолжительности светового дня. Поскольку данный фактор имеет правильную периодичность, то его значение для жизни исключительно велико. У растений и животных в процессе эволюции выработались глубокие физиологические, морфологические и поведенческие адаптации к динамике освещенности. У всех животных, включая человека, существуют так называемые циркадные (суточные) ритмы активности. Многие растения распускают цветы в дневное время и закрывают их ночью, а процессы фотосинтеза и дыхания, световые и темновые реакции наглядно демонстрируют приспособленность живого к освещенности. [ …]

Суточная периодичность

Суточная периодичность в направлении ветра наблюдается в теплое время года на берегах морей, заливов, озер, вблизи холмов и гор, на окраине леса, т. е. на границе подстилающих поверхностей с различными физическими свойствами, а отсюда и своеобразными условиями микроклимата.[ …]

Суточный ход направления ветра даже летом выражен слабо, особенно во внутренних районах республики. На побережье и островах в теплое время года суточный ход направления ветра проявляется более четко вследствие развития бризовой циркуляции. В отдельные, ясные дни со слабыми ветрами при наличии температурных контрастов между морем и сушей в направлении ветра проявляется суточная периодичность: днем ветер дует с моря на сушу, а ночью — с суши на море.[ …]

На суточную периодичность, естественно, накладываются колебания гидрометеорологических величин, обусловленные процессами синоптического масштаба, проявляющиеся прежде всего в междусу-точной изменчивости облачности и скорости ветра. От скорости ветра, как мы знаем, прямо зависят потоки явного и скрытого тепла от океанической поверхности в атмосферу. Наибольший вклад в изменчивость скорости ветра и потоков явного и скрытого тепла в ВЗК вносят колебания продолжительностью от 3 до 4 сут, а на экваторе — около 2 сут.[ …]

Различие в суточном ходе температуры воздуха над большой водной поверхностью и сушей приводит к возникновению бризовой циркуляции. Бризы — это ветры с суточной периодичностью, дующие днем с моря на сушу — морской бриз, а ночью с суши на море — береговой бриз.[ …]

Активность (периодичность). Периодичность сообщества является результатом синхронной активности в течение дня и ночи целых групп организмов. Некоторые из них активны только ночью, другие — днем, а третьи — только в сумерки. Поразительным примером суточной периодичности в водоемах служит вертикальная «миграция» зоопланктона в морях и озерах: веслоногие и ветвистоусые рачки ночью движутся вверх, к поверхности воды, а днем — вниз. [ …]

У многих животных суточная периодичность не сопровождается существенными отклонениями физиологических функций, а проявляется в основном изменениями двигательной активности, например, у грызунов. Наиболее четко физиологические сдвиги в течение суток можно проследить у летучих мышей. В период дневного покоя летом многие из летучих мышей ведут себя, как пойкилотермные животные. Температура их тела в это время практически совпадает с температурой среды. Пульс, дыхание, возбудимость органов чувств резко понижены. Для взлета потревоженная летучая мышь долго разогревается за счет химической теплопродукции. Вечером и ночью — это типичные гомойотер-мные млекопитающие с высокой температурой тела, активными и точными движениями, быстрой реакцией на добычу и врагов.[ …]

Как видно из рис. 4, суточная периодичность гор но-долинных ветров наиболее выражена летом и осенью, т. е. в сезоны, когда заметна ослабление общей циркуляции. Зимой и весной местная циркуляция ослаблена за счет усиления ветров общей циркуляции. Форма рельефа в основном определяет направление горно-долинных ветров. В горной зоне Северного Кавказа, где долины в основном ориентированы меридионально, ночной горный ветер имеет южное и юго-западное направление, а дневной долинный — северное, северо-восточное направление. Если ориентировка долин изменяется, то изменяется и направление горно-долинных ветров. Так, в долине Баксана, ориентированной в широтном направлении, преобладают восточный (долинный) и западный (горный) ветры.[ …]

У животных и растений суточная периодичность светового режима обуславливает многочисленные приспособления к дневному и ночному образам жизни. Все их физиологические процессы имеют суточный режим с максимумом в определенные часы. Эти реакции основаны на правильном чередовании периодов света и темноты в течение суток — на продолжительности дня и ночи.[ …]

Кроме годовых колебаний, скорости ветра испытывают и суточную периодичность с максимумом после полудня и минимумом ночью. Суточные колебания скорости ветра хорошо заметны весной, летом, осенью (апрель—октябрь) и почти затухают зимой. Наибольшие суточные амплитуды до 3 м/сек наблюдаются на равнинах и впадинах центрального района, наименьшие — до 1—1,5 м/сек на островах и мысах Мурманского побережья и в горах (Юкспор).[ …]

Горно-долинные ветры представляют собой местную циркуляцию с суточной периодичностью, возникающую вследствие различий в нагревании и охлаждении воздуха над хребтом и над долиной. Днем долина и нижние части склонов нагреваются сильнее, чем вершины, и теплый воздух поднимается по склонам вверх, формируя долинный ветер. Ночью со склонов гор стекает холодный, тяжелый воздух — горный ветер. Если долина слабо продуваема, то воздух здесь застаивается и еще больше охлаждается. Весной горный ветер может вызвать понижение температуры, опасное для цветущих садов.[ …]

В северной части побережья в районе Новороссийск — Туапсе зимой суточная периодичность ветра отсутствует, а летом она проявляется довольно значительно. По мере продвижения к югу бризовая циркуляция усиливается и на участке от Туапсе до Сочи она проявляется более резко. Немаловажную роль здесь играет орография. Северо-западный отрог Главного Кавказского хребта, задерживающий проникновение северных, северо-восточных и восточных ветров общей циркуляции на побережье, способствует развитию бризовой циркуляции. К югу по мере увеличения высоты хребта все более затрудняется доступ этих ветров на побережье и все более усиливается бризовая циркуляция.[ …]

В испускании запаха, как и в выделении нектара, наблюдается известная суточная периодичность. Наиболее известным примером в этом отношении являются мыльнянка, смолевки, ослинник, вечерница, петуния, любка двулистная, лилия кудреватая и т. д. У многих из этих растений цветки распускаются к вечеру и открыты ночью — они опыляются ночными бабочками. Наоборот, цветки, которые распускаются днем и опыляются дневными бабочками, пчелами п шмелями, наиболее ароматны в дневное время (клевер, люцерна, яблоня и др.).[ …]

Склоновые ветры возникают как элемент горно-долинной циркуляции и имеют суточную периодичность. Она появляется вследствие периодичности хода радиационного баланса склонов различной крутизны и азимута, а также их частей, находящихся на разных высотах.[ …]

Бризами называют ветры на побережьях морей, больших озер и крупных рек, обладающие суточной периодичностью. Морской, или дневной, бриз дует с более холодного моря на нагретое побережье. Он зарождается в утренние часы, когда суша становится теплее морской поверхности. Ночной, или береговой, бриз развивается вечером и направлен с охлажденного побережья в сторону моря.[ …]

По указанной выше причине в табл. 8 помещены только те станции и для тех месяцев, в которых суточная периодичность направления ветра выражена наиболее четко. Данные табл. 8 позволяют судить о закономерности суточного колебания скорости и направления ветра в данном пункте в летние месяцы, когда суточная периодичность выражена наиболее четко.[ …]

В теплые и переходные сезоны в Ростове-на-Дону и частично в Краснодаре, Пашковской прослеживается суточный ход северного и северо-восточного ветра; ночью увеличивается их повторяемость, а днем уменьшается. В Ростове-на-Дону летом (несколько слабее весной и осенью) отмечается суточная периодичность западных и юго-западных ветров (с Таганрогского залива). Повторяемость этих ветров возрастает в дневные и вечерние часы, в то время как повторяемость восточных ветров, наоборот, увеличивается в ранние утренние и дневные часы.[ …]

В районах Главного Кавказского хребта горно-долинная циркуляция наблюдается приблизительно до высоты 3000 м. На высотах более 3000 м суточная периодичность в направлении ветра не отмечается и в течение суток преобладают западные ветры (Казбеги, в/г).[ …]

Почти по всей территории Грузии хорошо прослеживаются горнодолинные ветры, возникающие вследствие неравномерного нагрева долин и склонов гор и отличающиеся суточной периодичностью. Днем они дуют вверх по долинам (долинный ветер), ночью — вниз (горный ветер). Наиболее отчетливо они выражены в теплую часть года и преимущественно в ясную погоду, когда термические различия между отдельными вертикальными поясами выражены особенно резко. [ …]

Солнечная энергия — практически единственный источник света и тепла на нашей планете. Количество солнечного света закономерно изменяется в течение года и суток. Его биологическое действие обусловлено интенсивностью, спектральным составом, сезонной и суточной периодичностью. В связи с этим у живых организмов приспособления также носят сезонный и зональный характер.[ …]

Определение возраста рыб — важнейший вопрос биологии, который глубоко и всесторонне рассматривался на протяжении более чем 100 последних лет. Особый этап развития исследований в этой области начался в 70-х гг. XX века с появлением публикаций, посвященных микроприростам на отолитах рыб, имеющих, как предположили тогда, суточную периодичность закладки (Pannella, 1971; 1974; Stevenson, Сатрапа, 1992).[ …]

В горах из-за большой пересеченности рельефа общий воздушный поток значительно искажается, и направление ветра зависит главным образом от направления долин. Большое значение имеют здесь горнодолинные ветры, которые днем дуют вверх по долинам, ночью — вниз. Горно-долинные ветры возникают вследствие неравномерного нагрева долин и склонов гор и отличаются суточной периодичностью. Онч обычно усиливаются .после полудня.[ …]

Охарактеризованная выше совокупность признаков структурной анемофилии оставляет в забвении динамику самого процесса. Между тем именно в этой динамике проявляются наиболее важные и удивительные приспособления к опылению ветром. Они не уступают и своей оффек-тнвпости соответствующим приспособлениям у наиболее специализированных знтомофнлов, но крайне своеобразны. Мы имеем здесь в виду суточную ритмику (суточную периодичность) цветения и опыления. Итот замечательный феномен составляет суть д и и а м и ч е с к о й а и е м о ф и л и и. Наиболее отчетливо она проявляется у злаков.[ …]

Обитание растений в водной среде, помимо перечисленных выше особенностей, накладывает отпечаток и на другие стороны жизнедеятельности, особенно на водный режим у растений, в прямом смысле окруженных водой. У таких растений транспирации нет, а следовательно, и нет «верхнего двигателя», поддерживающего ток воды в растении. И вместе с тем ток, доставляющий к тканям питательные вещества, существует (правда, значительно более слабый, чем у сухопутных растений) с ясно выраженной суточной периодичностью: днем больше, ночью отсутствует. Активная роль в его поддержании принадлежит корневому давлению (у прикрепленных видов) и деятельности специальных клеток, выделяющих воду, —• водяных устьиц или гидатод.[ …]

Температура поверхности ледников всегда не выше нуля. В дневное время на поверхности языка ледника, стекающего ниже снеговой линии, она равна нулю, а выше нее — отрицательна. Такую же температуру, как это очевидно, имеет и воздух над ней. В то же время борта долины, по которой спускается ледник, имеющие существенно меньшее альбедо, могут иметь положительные температуры, даже выше снеговой линии, а ниже нее они положительны практически всегда. Над ледником формируется инверсия. Устойчиво стратифицированный, охлажденный у поверхности ледника воздух постоянно стекает вниз по леднику. Это ледниковый ветер. Его направление не имеет суточной периодичности, а скорость несколько возрастает днем и в теплый сезон года. Ледниковый ветер распространяется вниз по долине.[ …]

Динамическая анемофилия проявляется в приуроченности цветения и опыления каждого вида злаков к определенному периоду суток. Совмещение рассеивания пыльцы у особей каждого вида злаков в пределах ограниченного времени, иногда очень краткого, весьма повышает шансы опыления — попадания на рыльце пыльцы, переносимой воздушными течениями. При таком, одновременном и кратком цветении в течение суток у каждого вида создается в соответствующие сроки высокая насыщенность приземного слоя воздуха его пыльцой, несравненно более значительная, чем она была бы в том случае, когда то же самое количество ее рассеивалось непрерывно в течение многих часов или суток подряд. В этом и проявляется своеобразная экономность анемофилии. Суточная периодичность опыления представляет поэтому важнейшее приспособление злаков к опылению ветром. [ …]

термопериодичность | ботаника | Британика

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Этот день в истории
Викторины
Подкасты
Словарь
Биографии
Резюме
Популярные вопросы
Обзор недели
Инфографика
Демистификация
Списки
#WTFact
Товарищи
Галереи изображений
Прожектор
Форум
Один хороший факт

Развлечения и поп-культура
География и путешествия
Здоровье и медицина
Образ жизни и социальные вопросы
Литература
Философия и религия
Политика, право и правительство
Наука
Спорт и отдых
Технология
Изобразительное искусство
Всемирная история

Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
#WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.

Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
Britannica Beyond
Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Механизм раскрыт — ScienceDaily

Новости науки

от исследовательских организаций

Дата:: 28 мая 2021 г.
Источник:: Университет Хоккайдо
Резюме:: Ученые описали путь, приводящий к ускоренному цветению растений в почвах с низким содержанием азота. Эти результаты могут в конечном итоге привести к увеличению сельскохозяйственного производства.
Поделиться:: Фейсбук
Твиттер
Пинтерест
LinkedIN
Электронная почта

ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ

Ученые из Японии, Европы и США описали путь, приводящий к ускоренному цветению растений в почвах с низким содержанием азота. Эти результаты могут в конечном итоге привести к увеличению сельскохозяйственного производства.

Азот является одним из трех макроэлементов, необходимых растениям для роста и развития, наряду с фосфором и калием. Условия, богатые азотом, вызывают рост растений, особенно рост стеблей и листьев, при этом задерживая цветение. С другой стороны, у некоторых растений условия с низким содержанием азота приводят к переходу от режима роста к режиму размножения, что ускоряет цветение. Однако молекулярные механизмы, регулирующие цветение в этих условиях, неизвестны.

Группа ученых под руководством доцента Такео Сато из Высшей школы естественных наук Университета Хоккайдо раскрыла молекулярный механизм, ответственный за ускорение цветения арабидопсиса в условиях низкого содержания азота. Их выводы были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

Arabidopsis, крестоцветное растение, хорошо известно как модельное растение в биологии и имеет обширную базу данных по экспрессии его белков. В текущем исследовании команда впервые определила набор белков, участвующих в цветении, которые стали активными в результате изменений уровня азота. Одним из них был фактор регуляции гена FLOWERING BHLH 4 (FBh5). В ходе экспериментов с растениями с дефицитом FBh5 было обнаружено, что этот белок отвечает за ускоренное цветение в условиях низкого содержания азота.

Дальнейшее исследование показало, что FBh5 в значительной степени фосфорилирован другим белком, называемым SnRK1. Условия с низким содержанием азота подавляют активность SnRK1, что, в свою очередь, приводит к дефосфорилированию FBh5. Дефосфорилированный FBh5 перемещается в ядро, чтобы активировать гены, ответственные за цветение. Дефосфорилированный FBh5 также отвечает за контроль экспрессии других генов, жизненно важных для выживания растений в условиях низкого содержания азота, особенно тех, которые связаны с рециркуляцией и ремобилизацией азота.

Ученые пришли к выводу, что в ответ на нехватку азота растения арабидопсиса, по-видимому, точно контролируют экспрессию генов, связанных с процессами развития и метаболическими процессами, необходимыми для цветения, посредством FBh5. «Семейство генов FBH присутствует у основных сельскохозяйственных культур», — говорит Такео Сато. «Культурные растения демонстрируют раннее цветение в условиях низкого содержания азота; если мы сможем контролировать активность FBH в этих сельскохозяйственных культурах, это может стать эффективным способом устойчивого увеличения сельскохозяйственного производства».

изменить мир к лучшему: спонсируемая возможность

Источник истории:

Материалы предоставлены Университетом Хоккайдо . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Номер журнала :

Михо Санаги, Сёки Аояма, Акио Кубо, Ю Лу, Ясутакэ Сато, Сёго Ито, Мицутомо Абэ, Нобутака Мицуда, Масару Оме-Такаги, Такатоши Киба, Хирофуми Накаг, Дзюндзи Ямагучи, Такато Имаидзуми, Такео Сато. Условия с низким содержанием азота ускоряют цветение за счет модулирования состояния фосфорилирования FLOWERING BHLH 4 у Arabidopsis .