Ученые разгадали зеленую тайну елок
Группа биофизиков из Швеции, Нидерландов и Канады нашла ответ на вопрос, почему хвойные деревья круглый год остаются зелеными. Ученые три зимы подряд изучали реакцию растений на морозную погоду. В итоге им удалось расшифровать механизм фотосинтеза в хвое и выяснить, что зимой он протекает по сокращенному циклу.
В холодное время года световая энергия поглощается молекулами зеленого хлорофилла, но не используется в последующем фотосинтезе, ведь низкие температуры останавливают большинство биохимических реакций. Важно подчеркнуть, что яркое солнце и, как следствие, избыток световой энергии губительны для растений при низких температурах. Поэтому большинство деревьев сбрасывают листья на зиму.
Однако, как поясняет один из авторов исследования, шведский биофизик Стефан Янссон, сосны и ели этого не делают, так как их фотосинтетический аппарат устроен особым образом.
"Настоящий механизм намного сложнее. Нужно понимать, что в хлоропластах за реакцию фотосинтеза отвечают сразу две фотосистемы, которые поглощают энергию света и преобразуют ее в химическую энергию. Летом они обеспечивают эффективный фотосинтез, работая отдельно друг от друга. Однако зимой они объединяются. За счет этого хвойные растения справляются с избытком световой энергии, и главное – защищают свой чувствительный фотосинтетический аппарат от повреждений в течение суровой северной зимы", – рассказал Стефан Янссон, Профессор Центра изучения растений Университета Умео (Швеция).
Зимой структура тилакоидной мембраны хлоропластов, где происходят светозависимые реакции фотосинтеза, реорганизуется. Возникает физический контакт между двумя фотосистемами. Именно в них происходит поглощение света и его дальнейшее преобразование в химическую энергию.
Этот уникальный механизм адаптации оказался очень полезен для людей. Способность хвойных деревьев выживать в суровом климате позволила человеку колонизировать огромные пространства в северном полушарии, поскольку хвойные деревья давали дрова, жилье и другие предметы первой необходимости. И самое главное – благодаря уникальной биохимии хвойники подарили человечеству рождественскую ель.
