Рослини змінюють колір під сонячною радіацією - science et Avenir

Опубліковано 02.10.2020 о 19:00

Під подвійним ефектом ослаблення стратосферного озонового шару та глобального потепління квіти змінили вміст пігменту, щоб захистити себе від ультрафіолетового випромінювання.

Під впливом сонячного випромінювання рослини змінюють колір !

Кольори пелюсток квітки служать не тільки для залучення запилювачів. Складаючі їх пігменти (хлорофіл, антоціани, каротиноїди, флавоноїди) також є захисниками тканин від ультрафіолетового випромінювання. Цей сонцезахисний крем є захистом, який міститься у різних формах у всіх живих організмах на планеті - від дерев до бактерій, включаючи тварин, включаючи людей. Отже, можна уявити, що ці пігменти пристосовуються до модифікації протягом тривалого періоду одержуваної сонячної енергії, або навіть до підвищення температур, незначних змін, важких для доказування, оскільки на довжинах хвиль, не виявлених людиною. Гіпотеза вже не одна. Дослідник з біологічного факультету Університету Клемсона в Південній Кароліні (США), Метью Коскі щойно надав докази у статті, опублікованій в Current biology.

Існує лише один спосіб порівняння пелюсток одного виду через десятки років: грядки морської трави. Тому Метью Коскі мандрував світом, щоб дослідити колекції природничо-історичних музеїв Нью-Йорка та Пенсільванії в США, Австралії, Німеччині та Франції, де відвідав гербарій Природничого музею Парижа. За допомогою УФ-чутливої камери дослідник зміг розрахувати вміст пігменту в 1238 квітках 42 видів з 1941 по 2017 рік, що ростуть на трьох континентах.

Чим ближче ви наближаєтесь до полюсів, тим більше рослин захищає себе від УФ-променів

Ця робота бенедиктинців була винагороджена відкриттям. В середньому вміст УФ-поглинаючих пігментів збільшувався на 2% на рік за останні 75 років, роблячи УФ-камери темнішим кольором пелюсток. Але цей результат приховує великі відмінності: на одних рослинах їх пігменти збільшуються набагато більше, на інших не відступають, а у деяких навіть спостерігається зниження рівня! Тому команда Коскі пов’язувала спостереження, проведені над кожною квіткою, з місцем розташування та роком збору (основна інформація для наукового гербарію), а також з її формою. Суттєвим елементом диференціації є фактично розташування пиляків, цих бурс, які в кінці тичинки захищають пилок до моменту його вивільнення шляхом мимовільного розкриття, званого розлученням.

Кольори пелюсток квітів служать не лише для залучення запилювачів. Складаючі їх пігменти (хлорофіл, антоціани, каротиноїди, флавоноїди) також є захисниками тканин від ультрафіолетового випромінювання. Цей сонцезахисний крем є захистом, який міститься у різних формах у всіх живих організмах на планеті - від дерев до бактерій, включаючи тварин, включаючи людей. Отже, можна уявити, що ці пігменти пристосовуються до модифікації протягом тривалого періоду одержуваної сонячної енергії, або навіть до підвищення температур, незначних змін, важких для доказування, оскільки на довжинах хвиль, не виявлених людиною. Гіпотеза вже не одна. Дослідник з біологічного факультету Університету Клемсона в Південній Кароліні (США), Метью Коскі щойно надав докази у статті, опублікованій в Current biology.

Існує лише один спосіб порівняння пелюсток одного виду через десятки років: грядки морської трави. Тому Метью Коскі мандрував світом, щоб дослідити колекції музеїв природознавства Нью-Йорка та Пенсільванії в США, Австралії, Німеччині та Франції, де був відвіданий гербарій Природничого музею Парижа. За допомогою УФ-чутливої камери дослідник зміг розрахувати вміст пігменту в 1238 квітках 42 видів з 1941 по 2017 рік, що ростуть на трьох континентах.

Чим ближче ви наближаєтесь до полюсів, тим більше рослин захищає себе від УФ-променів

Таким чином дослідники визначили, що збільшення пігментів або їх зменшення пояснюється захистом або відсутністю пиляків пелюстками. Наприклад, лілія демонструє пильовики, тоді як нарцис їх ховає. І це має різницю. Виставлені пильовики сильніше піддаються змін сонячної радіації. Однак протягом 20 століття вплив ультрафіолетових променів значно посилився через руйнування стратосферного озонового шару викидами ХФУ. Ці хлорфторовані гази використовувались у холодильних приладах з 1920-х років до початку цього століття, після рішення про заборону Монреальським протоколом у 1987 р. Таким чином, опромінення суші та морських територій збільшилось на 35% між 1979 і 2008 роками. Ця модифікація сонячної радіації, спричинена людиною, спричинила більшу продукцію пігментів у квітах. Їм було збільшити захист від сонця! Отже, види, що зазнали найбільших коливань, походять з помірних районів, найближчих до полюсів, де озоновий шар пронизаний ямою. Таким чином, експерименти продемонстрували високу здатність поглинання УФ в аргентинській траві пампас Argentina anserina.

Що зміниться це явище для запилення ?

Для рослин, що захищають пильовики, УФ-проблема не є меншою проблемою, оскільки пилок захищений. Але з іншого боку, цей захист захоплює тепло, яке може спричинити за зміною клімату ризик висихання пилку. У цьому випадку рослина зменшує вміст пігменту, щоб менше поглинати сонячне випромінювання і знижувати температуру всередині віночка.

Цей результат відкриває безліч питань. Коська Коскі просить принаймні чотирьох. Чи відповідає ця зміна пігментації генетичній адаптації або просто представляє точну реакцію на зміни сонячного світла? Які хімічні сполуки всередині квітки відповідають за поглинання УФ? Чи зміни в кольорі квітів, спричинені нинішнім глобальним кліматом, стануть видимими для людей? І нарешті, що це змінює для запилювачів? Це питання, безумовно, найважливіше. Запилювачів приваблює УФ-випромінювання, яке випромінюють пігменти квітів. Незначна модифікація цих сигналів може призвести до того, що цю важливу зустріч між комахами та рослинами можна буде пропустити.

Щоранку отримуйте безкоштовні оновлення новин