Рослини можуть залучати комах, щоб вони виконували свої вказівки. Том Даллімор, Автор надано

Приблизно 4.5 мільярда років тому земна поверхня Землі була безплідною і позбавленою життя. Знадобиться ще 2 мільярди років, щоб перші одноклітинні організми з’явилися в океані, включаючи перші водорості Грипанія спіральна, який був розміром приблизно з 50 пенсів.

Рослини, що складаються з багатьох клітин, існують лише 800 мільйонів років. Щоб вижити на суші, рослини повинні були захищатися від ультрафіолетового випромінювання і розвивати спори, а пізніше насіння, які дозволяли їм ширше поширюватися. Ці нововведення допомогли рослинам стати однією з найвпливовіших форм життя на Землі. Сьогодні рослини зустрічаються в кожній великій екосистемі планети, і вчені щороку описують понад 2,000 нових видів.

Новий документальний фільм Девіда Аттенборо Зелена планета кидає увагу на рослини та їх здатність надихати нас. Лише в одному нещодавньому прикладі інженери успішно імітували форму крилатого кленового насіння проектувати нові вітрові турбіни.

Рослини зберігають багато таємниць, які вчені ще не розкрили. Але ось п’ять відкриттів, які допомогли нам побачити наших далеких зелених родичів у новому світлі.

1. Рослини «розмовляють» між собою

Звичайно, рослини не мають голосових зв’язок, тому не можуть говорити так, як ми. Але вони використовують хімічні та електронні сигнали для координації відповідей на навколишнє середовище.

Коли рослинні клітини пошкоджені, як трава, скошена газонокосаркою, вони вивільняють фрагменти білка, які можуть бути виявлені навколишніми рослинами. Це як система спостереження за сусідами: коли одна рослина зазнає шкоди, інші сповіщаються про небезпеку поблизу. Це може викликати імунну відповідь або інші захисні дії.

Подібним чином рослини можуть виявляти запилювачів поблизу і виділяти хімічні речовини, щоб залучити їх. Ці сигнали роблять рослини дуже складними комунікаторами.

2. Рослини можуть рухатися

У своїй фундаментальній книзі Сила руху в рослинах, опублікованому в 1880 році, Чарльз Дарвін описав здатність рослин віддалятися або до світла. Вчені називають це фототропізмом. Тепер відомо, що рух рослин керується не тільки світлом, а й водою, поживними речовинами, а також у відповідь на випас тварин і конкуренцію з боку інших рослин.

Рослини можуть здаватися замерзлими на місці, яким судилося залишитися там, де проростає їх насіння. Але насправді рослини постійно коригують свої листя, коріння і стебла, щоб підвищити свої шанси на виживання. Наприклад, затінені сторони стебел завжди стають довшими, щоб забезпечити зростання рослини до світла в процесі, опосередкованому гормонами. Коріння демонструють протилежний ефект, змушуючи їх відростати від світла.

У деяких крайніх випадках рослини можуть навіть переміщатися по всьому лісу. Кочові ліани ростуть вгору від нижньої частини стовбура дерева, а потім відриваються від ґрунту. Пізніше вони пускають повітряні коріння і знову спускаються, дозволяючи їм це зробити переміщатися між деревами.

3. Рослини можуть рости у відкритому космосі

Ідея подорожувати космосом і жити на інших планетах давно хвилювала людську уяву. Але жодної планети з таким же середовищем, як Земля, не знайдено. Ми знаємо, що рослини є експертами у зміні середовища відповідно до потреб складнішого життя. Коли перші ліси почали фотосинтез, вони насичували атмосферу Землі киснем і витягували CO?, роблячи планету більш гостинною.

Чи може вирощування рослин на далеких планетах зробити їх більш відповідними для наших потреб? Під час космічної гонки між СРСР і США в 1950-х і 1960-х роках вчені вивчали, як ростуть і розвиваються рослини в космосі. Наразі вчені вирощували 17 різних видів рослин у спеціалізованих камерах, включаючи такі культури, як кукурудза, пшениця, помідори та листя салату. Великі проблеми для вирощування рослин Землі за межами нашої атмосфери залишаються, зокрема радіація під час космічних польотів та відмінності в русі газу в космосі порівняно з Землею. Якщо ви думаєте, що зберегти рослину вдома важко, спробуйте зробити це в космосі.

Здатність терраформувати планету, щоб зробити її придатною для життя людей, залишається невловимою. Але великий прогрес у рослинництві за останні кілька років робить цю мету досяжною, можливо, протягом життя людей, які живуть сьогодні.

4. Кожна десята рослина росте на інших рослинах

Часто висотою в десятки метрів є одні з найбільших організмів на планеті. Наприклад, секвоя може виростати до 100 метрів у висоту. Вчені вперше почали вивчати їхні високі лісові крони, навчаючи мавп або залучаючи кваліфікованих альпіністів для збору зразків. Деякі навіть використовували рушниці, щоб збивати зразки.

Лише у 1980-х роках дослідження навісів стали самостійною науковою дисципліною з використанням техніки скелелазіння, запозиченої з альпінізму. Пізніше до набору інструментів багатьох вчених приєдналися крани, повітряні кулі та дрони. Але навіщо ризикувати життям, щоб залізти на дерево? Що там?

За оцінками, до 80% видів в лісі або користуються, або живуть усе життя в кронах лісу. Кожен десятий з усіх відомих видів судинних рослин – види, які використовують веноподібні судини для транспортування води та поживних речовин по всьому тілу – росте поверх інших рослин.

Їх називають епіфітами. Вони не є паразитами, а використовують свого господаря для фізичної підтримки. Це дає їм перевагу перед рослинами, що ростуть у підліску лісу, де світла мало. Більшість орхідей ростуть на деревах, і одне дерево може містити до 50 видів епіфітів. Часто ці епіфіти випускають більше листя, ніж їх дерево-господар.

5. Рослини можуть свідчити про глобальні зміни

Організми дуже чутливі до змін у своєму середовищі, і рослини, зокрема, використовувалися для виявлення цих змін протягом століть. Коли восени листя починає змінювати колір, це зазвичай передвіщає прихід більш прохолодних і темних місяців.

Деякі види папоротей особливо вразливі до змін місцевого клімату. Плівчасті папороті ростуть у затінених районах тропічних лісів, зазвичай біля підніжжя дерев або на вологих скелях. Вони покладаються на воду та низькі температури і є хорошими індикаторами майбутньої посухи та підвищення температури.

З 1980-х років середня глобальна температура підвищується як прямий наслідок спалювання викопного палива, такого як вугілля, яке було відкладено рослинами мільйони років тому під час раннього формування лісів. Ми живемо в час змін, і розуміння того, як рослини реагують на зміни клімату, може допомогти нам підготуватися до майбутнього.

про автора

Свен Батке, викладач біології, Університет Edge Hill

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

ІНГ