Чем занимаются растения в течение дня
Кажется, что жизнь растений проста: они просто стоят на месте. Но на самом деле их день расписан по минутам. А работа, невидимая для нашего глаза, направлена на то, чтобы не просто выжить, но и обеспечить себе будущее. Вот, чем они занимаются.
1. Производят пищу
Поскольку растения не могут отправиться на поиски пропитания, они производят его сами, буквально из углекислого газа и воды под действием солнечного света. Этот процесс, фотосинтез, — одна из самых гениальных химических реакций на планете.
Но что происходит с полученными питательными веществами дальше? Растение использует их как валюту и строительный материал. Часть веществ сжигается, обеспечивая растение энергией. Другая часть превращается в сложные соединения: из них строятся новые листья, крепкие стебли, ароматные цветы и сладкие плоды. Это непрерывный цикл: солнце дает энергию, листья создают пищу, а каждое новое ответвление увеличивает производственные мощности.
Правда, для роста растениям нужен еще целый набор минеральных элементов, в том числе азот, фосфор и калий. Корни всасывают растворенные в почве соли, но на этом их работа не заканчивается. Современные исследования показывают, что растения, например пшеница и салат, могут поглощать и транспортировать в свои ткани даже микроскопические твердые частицы минералов, что раньше считалось невозможным.
Эффективность этой работы зависит от множества условий. Так, корни лучше всего усваивают питательные вещества при температуре почвы около +20 °С, а при недостатке кислорода или избыточной влажности процесс может почти остановиться. Кроме того, сами растения влияют на среду вокруг себя: корни растений подкисляют почву, выделяя протоны и органические кислоты, которые химически воздействуют на почвенные минералы, а также привлекают полезные бактерии, которые помогают с «перевариванием».
2. Чувствуют время
Растения — прирожденные хронобиологи. Они не просто ощущают свет, а точно измеряют продолжительность дня и ночи, чтобы определить время года. Этот механизм, фотопериодизм, управляет ключевыми событиями в их жизни.
За измерение светлого времени суток отвечают специальные фоторецепторные белки — фитохромы и криптохромы. Фитохром, например, существует в двух формах: активной (Pfr), которая накапливается днем под красным светом, и неактивной (Pr), которая восстанавливается ночью или в тени. Соотношение этих форм служит растению точным сигналом.
Если активной формы много, а ночь коротка — для длиннодневных растений (пшеница, салат) это сигнал цвести. Если же ночь длиннее критического порога — зацветают короткодневные растения (хризантемы, соя). Дуб, сбрасывая листву осенью, также реагирует на сигнал фитохромов о сокращении светового дня.
Растения анализируют не только длину, но и качество света. Красный свет, пробивающийся сквозь листву других растений, сигнализирует о конкуренции. В ответ растение может пустить все ресурсы на стремительный рост вверх или нарастить более крупные листья, чтобы выиграть гонку за солнцем.
3. Готовятся к продолжению рода
Когда основные потребности удовлетворены, растения переключаются на главное — размножение. Цветок, по сути, является видоизмененным побегом, чьи лепестки, чашелистики, тычинки и пестики произошли от листьев. Его строение — результат миллионов лет эволюции и тонкой настройки под конкретных опылителей.
Растения разрабатывают целые стратегии привлечения. Цветки для пчел и шмелей часто имеют синие или желтые лепестки с «посадочными площадками» и узорами-указателями к нектару. Ночные бабочки ориентируются на сильный сладкий аромат, который усиливается в сумерках, и на белые цветки, хорошо заметные в темноте. Некоторые растения, опыляемые мухами, используют обман: их цветки источают запах гниения, имитируя привычную для этих насекомых пищу. Ветроопыляемые виды, такие как береза или злаки, вовсе не тратят силы на яркость и аромат, производя огромные облака легкой пыльцы.
4. Защищаются от вредителей
Будучи неподвижными, растения выработали сложную систему химической коммуникации. Например, при атаке гусеницы лист не только вырабатывает вещества, делающие его невкусным, но и выпускает в воздух летучие органические соединения — растительный «крик о помощи».
Эти сигналы выполняют две функции. Во-первых, они предупреждают соседние растения того же или даже других видов. Услышав сигнал, соседи могут заблаговременно «приготовить» свои защитные системы — этот процесс ученые называют праймингом. Во-вторых, сигналы привлекают хищников, которые способны устранить угрозу. Например, растение, пораженное тлей, может выделять летучие вещества, приманивая паразитических ос, которые откладывают яйца прямо в тлю. Таким образом, растение ведет двойную игру: укрепляет оборону и нанимает армию союзников.
Итак, день растения — это далеко не покой. Напротив, это непрерывный труд: синтез пищи, добыча ресурсов, точные измерения времени, сложное планирование цветения и тонкая химическая дипломатия. Жизнь растений насыщена. Они просто проживают ее тихо.
По материалам theconversation.com.
