Почему у засухоустойчивых растений маленькие листья?

Почему у засухоустойчивых растений маленькие листья?

В условиях засухи возникает опасность воздушной закупорки водопроводящих сосудов растения. У мелких листьев сосуды в листьях сгруппированы плотнее, чем у больших, и при закупорке одной из жилок вода может поступить в обезвоженный участок по соседней «трубе».

Самый маленький и самый большой лист у растений отличаются по размеру в 1 000 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. Крайне 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.

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 друг от друга, 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. А вот у листика 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 переключатся 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 эта 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.

Запись опубликована в рубрике Тайны растений, Уход за растениями. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>