Биологи выдвинули новую гипотезу о метаболизме хвойных деревьев

Почему хвойные деревья круглый год зеленые? Ученые из шведского университета Умео провели исследование, чтобы ответить на этот вопрос. О результатах сообщается в журнале Nature Communications.

Почему лиственные деревья осенью сбрасывают листья, известно: при низкой температуре останавливаются важные метаболические процессы - деревья больше не могут под действием энергии солнца перерабатывать неорганические вещества. В худшем случае фотосинтез останавливается. Особенно это становится опасным для растений весной: при ярком солнце и низкой температуре избыток солнечной энергии может навсегда повредить белки, которые важны для фотосинтеза. Вот поэтому большинство деревьев сбрасывают листья на зиму.

Но почему хвойные деревья остаются зелеными круглый год? Понятно, что из-за меньшей площади поверхности и более плотной кожицы иголки хвойных более устойчивы к низкой температуре, чем листья. От холода и высыхания их также защищает слой воска. Но вряд ли этот ответ можно назвать исчерпывающим.

Шведская научная группа провела исследование и предложила другое объяснение: зимой метаболизм хвойных протекает по сокращенному циклу.

В теплое время года две важные фазы фотосинтеза, при которых энергия света поглощается и преобразуется в химическую энергию, проходят отдельно друг от друга. Зимой эти процессы сокращаются, установили авторы исследования: реорганизуются компоненты так называемой тилакоидной мембраны хлоропластов, в которой происходят светозависимые реакции фотосинтеза. Так хвоя сосны справляется с избыточной световой энергией - объединяя энергию, чтобы она напрямую переходила от одной фазы реакции к другой. "Мы работали с иглами, что называется с мороза, чтобы они не успели адаптироваться к более высокой температуре в лаборатории", - подчеркнул соавтор исследования Пушан Бэг.

Ученые наблюдали только за соснами. Но они считают, что и другие хвойные деревья защищают себя от избыточной световой энергии по тому же принципу, иначе вряд ли бы им удалось пережить суровые зимы северного полушария.

"Эта замечательная адаптация не только радует нас в Рождество, но на самом деле чрезвычайно важна для развития человечества, - утверждает Стефан Янссон, руководитель исследования. - Если бы хвойные деревья не смогли выжить в суровом зимнем климате, обширные территории в северном полушарии не были бы обжиты человеком, поскольку хвойные деревья давали дрова, жилье и другие предметы первой необходимости".