Това растение сякаш се подиграва на бруталните температури. При лабораторни условия, предназначени да имитират лято в Долината на смъртта, растението Tidestromia oblongifolia расте по-бързо.
Нещо повече - растението не само оцелява при екстремни температури благодарение на клетъчната си устойчивост, то също така охлажда листата си, отделяйки вода през малки пори - по същество задвижвайки биологичен изпарителен охладител. Това установява нов предварителен доклад от изследователи от Мичиганския държавен университет и Carnegie Science.
Любител на топлината
По-ранни проучвания на това растение се фокусират върху откритието, че Tidestromia oblongifolia вирее в условия, които би трябвало да са убийствени. В лабораторни камери, построени да имитират бруталните светлинни и температурни промени в Долината на смъртта, растението утроява биомасата си за 10 дни, докато сродни топлоустойчиви растения спират да растат.
Растението е било толкова добре адаптирано към топлината, че е изненадало дори изследователите.
Те пресъздават интензивната светлина на пустинята и дневните температурни колебания в камерите за растеж. В продължение на 10 дни T. oblongifolia утроява биомасата си. Близки сродни растения, известни с това, че понасят топлина, спират да растат при същите условия.
"Това е най-топлоустойчивото растение, документирано някога", отбелязва Сънг Йон "Сю" Рий (Seung Yon “Sue” Rhee).
Новото проучване разглежда как всъщност се случва това. Когато въздухът достигне 60°C, как растението може да спре изгарянето на тъканите си?
Топлоустойчив разсад
Изследователите са събрали семена от 223 растения в целия ареал на вида, включително Долината на смъртта, близките места с по-висока надморска височина и други пустинни райони .
Те отгледали над 1200 разсада и постепенно ги аклиматизирали към по-топли условия. След това разсадът бил изложен на въздух с температура 60°C в продължение на шест до осем часа на ден, като третирането продължило повече от седмица.
Оцеляването варира от малко под 2% до над 34%, в зависимост от генетичната линия и експеримента. Но някои оцелели процъфтяват. Те остават достатъчно здрави, за да създадат нова листна тъкан, дори след като са подложени на 60° Целзий за 20 дни.
За да разберат как са го направили, изследователите разглеждат инфрачервените камери.
Оцеляването идва с голяма сметка за вода
Изследователите установяват, че оцелелите растения са поддържали листата си далеч по-хладни от околния въздух. След осем дни топлина от 60°C, оцелелите са поддържали температура на листата между около 54°C и 59°C. Най-драматичното индивидуално измерване показало лист с 13,03°C под температурата на въздуха.
При обикновени температури тази разлика може да не изглежда забележителна. Но това растение е близо до термичната граница на живата тъкан, където няколко градуса могат да разделят оцеляването от изгарянето.
Но как го правят?
Растенията се охлаждат чрез транспирация. Водата преминава от корените в листата и излиза през микроскопични пори, наречени устици. Изпарението отнася топлината, подобно на това как потта охлажда човешката кожа.
Но стратегията идва с очевидна цена: голяма консумира вода.
Отваряне и затваряне на устицата. Кредит: Wikimedia Commons
Най-студените листа показват молекулярни признаци, че техните устици (малките пори, които отделят водни пари) остават отворени. Това е важно, защото отворените устици позволяват транспирация: докато водата се изпарява от листа, тя отнася топлината. По-горещите листа, за разлика от тях, показват по-силни признаци на затваряне на устицата и фотодишане, разточителен процес на стрес, който се увеличава, когато растението не може да приема достатъчно въглероден диоксид .
За да проверят дали отворените устици действително предизвикват охлаждане, изследователите третирали листата с абсцисинова киселина, хормон, който кара устицата да се затваря.
Листата веднага стават по-малко ефективни при самоохлаждане и умират около четири дни по-рано от нетретираните листа. Това категорично подсказва, че транспирацията е от основно значение за оцеляването на растението при екстремни температури , въпреки че абсцизиновата киселина влияе и върху други стрес реакции, така че експериментът не доказва, че само затварянето на устицата е причинило по-ранната смърт.
Може ли това да помогне на растенията да преживеят горещите вълни?
Изглежда като марсиански пейзаж. Кредит: Wikimedia Commons
Много пустинни растения оцеляват, спестявайки вода, складират я или се изключват по време на жестока жега. T. oblongifolia изглежда изразходва вода, за да се освободи от топлината. Тъй като очевидно няма толкова много вода в пустинята и растението не се справя особено добре в съхранението на вода, това предполага, че то трябва да е изключително добро в абсорбирането на вода.
"Смятаме, че Tidestromia вероятно има коренова система, която е много добра в поемането на вода, специализирана хидравлика, която премества водата добре през растението, и състав от соли/захари/протеини вътре в клетките им, който ги поддържа хидратирани, докато преминават през студено", добавя съавторът Джоана Фийхан (Joanna Feehan), постдокторант от Мичиганския държавен университет.
Стимулирането на по-агресивна транспирация на пшеницата, царевицата или соята може да охлади листата им, но също така може да доведе до по-бързо изчерпване на водата. Всяка полезна характеристика на културата би трябвало да балансира охлаждането с устойчивостта на суша.
Изследователите откриват и три широки области на ДНК, свързани с оцеляването при 60°C. Те все още не са идентифицирали точните гени, но резултатът предполага, че някои линии на T. oblongifolia носят по-силни инструменти за оцеляване при топлина от други.
С разгара на изменението на климата, това никога не е било по-важно.
"Чупим топлинни рекорди в световен мащаб и добивите от реколтата са много уязвими към повишаващите се температури", отбелязва Фийхан. "Tidestromia е открила как да оцелее при температури, които иначе са смъртоносни за растения, животни и гъби. Ако можем да научим тези механизми за оцеляване, ще имаме повече и вероятно много уникални инструменти, за да направим културите по-устойчиви на горещи вълни."
Справка: Extreme cooling enables survival in extreme heat, Joanna M. Feehan, Mark C. Bitter, David B. Lowry, Thomas D. Sharkey, Seung Y. Rhee; doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.22.740203
Източник: This Death Valley Plant Cools Its Leaves by 13°C to Survive Extreme Heat, ZME Science
Още по темата
Животът
Слънцезащита за растенията: ролята на каолиновата глина
Земята
Ще издържи ли българският розов домат на екстремните температури?
Земята
Листа на 23 милиона години показват какво може да се случи с растенията при повишаване на СО2 в атмосферата
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
dolivo
Ще спре ли смъртта на момиче китайския възход в генното редактиране
dolivo
Колко бързо става квантовото вплитане? Учени го изследват в атосекунден мащаб
Bai Tanas
Защо бамята е толкова слузеста?
БотоксПутю
В скална формация на Марс е открит органичен въглерод