Ученые обнаружили, почему хвойные деревья могут оставаться зелеными зимой
Хвойные деревья зимой переходят на особый короткий режим фотосинтеза, что позволяет им избежать повреждения фотосинтезирующих белков, и потому они могут оставаться зимой зелеными, выяснили биофизики, 24 декабря сообщает журнал Nature Communications.
Ученые из шведского Университета Умео в содружестве с коллегами из Амстердамского свободного университета и канадского Университета Западного Онтарио расследовали, как протекает фотосинтез в иглах сосны, и убедились, что зимой он проходит в сокращенном варианте.
Зимой энергия света по-прежнему поглощается зелеными молекулами хлорофилла, но низкие температуры не дают идти большинству биохимических реакций, и потому механизм фотосинтеза не может нормально завершиться.
Если зимнее солнце ярко светит в морозный день, то избыток света может повредить фотосинтезирующие белки. Лиственные деревья во избежание проблем сбрасывают листву на зиму. Хвойные деревья адаптировали аппарат фотосинтеза к зиме, что позволяет им оставаться зелеными круглый год.
«Хвоя сосны дала нам возможность изучить этот механизм сокращения, или перетекания, представляющий из себя крайнюю степень адаптации», — рассказал один из авторов исследования Альфред Хольцварт (Alfred Holzwarth) из Амстердамского свободного университета, который придумал для изучения фотосинтеза специальный метод флуоресцентного анализа.
Оказалось, что при высокой температуре фотосистемы I и II находятся отдельно друг от друга, чтобы обеспечить эффективный фотосинтез, а зимой фотосистема II поставляет свою энергию непосредственно фотосистеме I.
Таким способом хвоя сосны защищается от избыточной световой энергии и сохраняет свой чувствительный фотосинтетический аппарат холодной зимой, пояснил руководитель исследования профессор Стефан Янссон (Stefan Jansson) из Университета Умео.
«Эта замечательная адаптация не только радует нас во время Рождества, но на самом деле чрезвычайно важна для развития человечества», — подчеркнул профессор.
Человек не смог бы освоить большие территории северного полушария, если бы хвойные деревья не приспособились к жизни в холодном климате. Они до сих пор составляют опору экономики многих приполярных стран, так как они являются и топливом, и строительным материалом для жилья и множества хозяйственных предметов.
