Еще много веков назад ученые открыли механизм под названием фотосинтез, который позволяет растениям преобразовывать энергию, получаемую от солнечных лучей, в вещества для поддержания жизнедеятельности. Однако суть самого механизма дыхания растений очень долгое время оставалась загадкой. И вот, после досконального изучения, экспертам из Университета Шеффилда удалось понять, как же дышат растения. Более того, это открытие может помочь людям не только в сельскохозяйственной, но и в космической областях.
Ученые установили, как растения обеспечивают постоянный приток питательных веществ к каждой клетке и как они создают сети воздушных каналов внутри листа для транспортировки углекислого газа (CO2) к своим клеткам. Таким образом выяснилось, что каждый лист — это, фактически, аналог наших с вами легких с разветвленной системой микроскопических сосудов.
Животные и растения куда больше похожи друг на друга, чем мы думали
Новое исследование, проведенное учеными из Университета Шеффилда и опубликованное в Nature Communications, показывает, что чем больше устьиц у листа, тем больше воздушного пространства и каналов он образует. Каналы листьев действуют также, как у млекопитающих это делают бронхиолы (ответвления бронхов). Они переносят газ к поверхностям более мелких каналов (аналог наших микроскопических легочных сосудудов, называемых альвеолами). Это было известно и ранее, но было не ясно, каким образом эти каналы формируются в нужных местах листьев.
Устье — это пора, расположенная на поверхности листа, через которую происходит испарение воды, и осуществляется газообмен с окружающей средой. То есть, поглощается углекислый газ и выделяется кислород
В сотрудничестве с коллегами из Ноттингемского университета и Ланкастерского университета, ученые показали, что движение углекислого газа через поры растений, скорее всего, и определяет форму сети воздушных каналов.
В чем польза от этого открытия
Исследование проводилось на листьях пшеницы, одной из самых распространенных сельхоз культур. Дело в том, что эти растения были выведены с такой целью, чтобы они были как можно более неприхотливыми. То есть, им должно требоваться как можно меньшее количество воды и питательных веществ не в ущерб урожайности. Это сделало листья более плотными и с меньшим количеством воздушных каналов.
«Это важное открытие показывает, что движение воздуха через листья формирует их внутреннюю структуру, что имеет важное значение для эволюции растений.» — говорит один из авторов работы профессор Эндрю Флеминг. «Тот факт, что люди, разводя пшеницу, непреднамеренно повлияли на то, как растения дышат, предполагает, что мы могли бы изменить сети воздушных каналов растений и создать культуры, которые могут выжить в условиях экстремальной засухи.»
Кроме того, если предположить, что исследование ученых по выведению новых видов сельскохозяйственных культур окажется успешным (а сейчас эксперты вовсю экспериментируют не только с пшеницей, но и с рисом), то можно предположить, что устойчивые виды растений можно будет использовать и в более экстремальных условиях. Например, при колонизации других планет или на космических станциях.
