„Photosynthetic Short-Cut“ leidžia žiemą pasodinti eglutes

Pušys žiemą. Kreditas: Stefano Janssono ir Pushano Bag montavimas

Kaip spygliuočiai, naudojant egzempliorius, pavyzdžiui, kalėdines eglutes, gali išlaikyti žalias adatas borealinėje žiemoje, kai tiek daug medžių turi lapų lapus? Mokslas gerai neatsakė į šį klausimą, tačiau dabar tarptautiniai mokslininkai, įskaitant tyrėjus iš Ūmeo universiteto, aiškino trumpalaikį požiūrį į fotoaparatus, kurie leidžia pušies spygliams žaliuoti . Tyrimas buvo paskelbtas žurnale Gamtos bendravimas.

Žiemą stiprią šviesą sugeria žaliosios chlorofilo molekulės, tačiau jos negalima naudoti vykstant fotosintezės reakcijoms, tokioms kaip šalta temperatūra, slopinanti daugumą biocheminių reakcijų. Tai problema ankstyvą pavasarį, kai temperatūra gali būti labai žema, tačiau saulės spinduliai jau yra stiprūs, o daug stiprios šviesos gali pakenkti fotosintetiniai baltymų baltymai. Tyrėjai atskleidė, kad fotosintetiniai vieliniai įtaisai specialiu būdu leidžia spygliams išlikti žalius ištisus metus.

Normaliomis sąlygomis dvi fotosistemos, dvi komponentai, naudojamos šviesos energijai gauti ir paverčiamos chemine energija, yra atskiriamos viena nuo kitos, kad būtų išvengta trumpojo pjūvio ir būtų galima gera fotosintezė. Žiemą tilakoidinės membranos, turinčios dvi fotosistemas, struktūra pertvarkoma, kad abi fotosistemos liestųsi su kūnu. Tyrėjai parodė, kad II fotosistema tiesiogiai tiekia energiją I fotosistemai ir kad ji trumpam apsaugo nuo žaliųjų chlorofilo ir adatų, kai yra sunkios sąlygos.

„Mes tris sezonus stebėjome kai kurias pušis, augusias Umeå šiaurės Švedijoje“, – sakė Umeå universiteto doktorantas Pushanas Bagas, visus metus rinkęs mėginius ir atlikęs daug analizės. Svarbu, kad mes galėjome dirbti su „tiesioginėmis išorinėmis“ adatomis, kad išvengtume jų prisitaikymo prie aplinkos temperatūros, prieš jas ištyrę, pavyzdžiui, naudodami elektroninę mikroskopiją, kurią matėme anksčiau tilakoidinės membranos struktūroje “.

Visi augalai turi vėsesnę temperatūrą, kad galėtų susidoroti su daugiau šviesos energijos, kurią išsklaido šiluma arba kaip elektros lemputės. Tačiau atrodo, kad tik spygliuočiai turi didelius žvynus, kurie leidžia išlaikyti fotosintezės mechanizmą sunkiomis žiemomis. Tyrėjų grupė sujungė biochemiją su itin greita fluorescencijos analize – labai paprastu metodu, kuris gali išspręsti fluorescencinę šviesą pikosekundžių metu. Jie gali imituoti, kaip pušies spygliai naudoja daugiau šviesos energijos, kad apsaugotų savo fotosintetinę šviesą nuo pažeidimų.

„Turėjome pritaikyti įrangą, kad šaltu oru išbandytume pušies spyglius, kad sulaikytume unikalų būdą“, – aiškina Volha Chukhutsina iš Amsterdamo Vrije Universiteit, atlikusi didžiąją dalį darbų. ultragreita fluorescencijos analizė. “Mes taip pat išbandėme adatines adatas, tačiau sunku ką nors gerai sutalpinti į įrangą”.

Fluorescencijos matavimus atlikęs Alfredas Holzwarthas pridūrė: „Mūsų adatoms buvo suteikta galimybė ištirti šį evakuacijos kelią, dar vadinamą evakuacija, nes jis yra toks akivaizdus. rimtas prisitaikymas “.

Tyrimas buvo atliktas su pušimis, tačiau mokslininkai mano, kad procedūra panaši ir kitoms spygliuočių rūšims, pavyzdžiui, tradicinėms eglių ir eglių eglutėms, nes jų fotosintetinis aparatas yra panašus.

Profesorius Stefanas Janssonas iš Ūmeo universiteto sakė: “Ši nuostabi adaptacija ne tik mus džiugina per Kalėdas. Galbūt kūgis negalėjo išgyventi atšiaurių žiemų. jie negalėjo kolonizuotis dėl malkų, būsto ir kitų būtinų prekių tiekimo. Ekonomika vis dar yra pagrindas daugelyje ekonomikos dalių “.

Pastabos: Pushan Bag, Volha Chukhutsina, Zishan Zhang, Suman Paul, Alexander G. Ivanov, Tatyana Shutova, Roberta Croce, Alfred R. Holzwarth ir Stefan Jansson „Jungtinių jėgų valdymas nuo II fotosistemos iki I fotosistemos įamžina nuolatinę žiemą paprastojoje pušyje“. , 2020 m. Gruodžio 15 d., Gamtos bendravimas.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20137-9

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Kaip sumažinti kūno temperatūrą, gali padėti 10% pacientų, kuriems skiriamas didelis dėmesys

Šiame brėžinyje aprašytas tepalas (oranžinis ir geltonas), kuris yra molekulinis sluoksnis oro sąsajoje ir kvėpavimui reikalingas skystis plaučiuose. Naujausi tyrimai parodė, kad terminio...

Apšviesti saulės banguoti langai gamina energiją iš vidaus

Ryžių universiteto inžinieriai sukūrė ir pastatė langus, kurie saulės šviesą ar apšvietimą iš vidaus paverčia periferinėmis kraujo ląstelėmis. Centrinis sluoksnis yra kompozicinis polimeras,...

Gyvenimo ant koralų rifų gausa buvo nuostabi nuo Charleso Darwino laikų – nauji tyrimai pateikia atsakymus

Planktonu maitinančios žuvys dažnai dominuoja vandenynų koralinių rifų žuvų kolekcijoje. Kreditas: Dr. Christina Skinner Tyrimas parodė, kad atviruose vandenynų vandenyse, kurie kažkada buvo...

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

Newsletter

Subscribe to stay updated.