Растения защищаются от жары с помощью электричества
В Нижегородском государственном университете имени Лобачевского сделали интересное открытие. Оказывается, электрические явления в растительных клетках во время жары помогают поддерживать фотосинтез, который при повышении температуры уменьшает активность.
На самом деле об электрических явлениях во время высокой температуры воздуха учёным было известно давно, однако ранее считалось, что они активируются только при сильной жаре – выше 50 градусов. Благодаря климатическим камерам теперь стало ясно, что растения «электрифицируются» даже при относительно небольшом повышении температуры – от 30 градусов. Чем выше температура воздуха, тем электрическая активность сильнее.
В природе, впрочем, это совсем не уникальное явление. Электрические процессы внутри живых клеток изучаются уже давно, впервые о них стало известно ещё в XIX веке (когда наука об электричестве только развивалась). Они происходят вследствие перегруппировки положительных и отрицательных ионов в клеточных мембранах. Электрической активностью обладают все клетки – и у животных, и у растений, и у грибов. Ею, в частности, обусловлена работа нервной системы. Электрические явления в клетках многообразны, они зависят от того, какие ионы группируются, какие именно рецепторы активизируются и какие электрические характеристики приобретает клетка.
Как же происходят электрические изменения в клетках? Всё дело в свойствах клеточной мембраны. Содержимое клеточной плазмы состоит из веществ, имеющих разные заряды – положительные и отрицательные. Какие-то вещества мембрана пропускает, а какие-то – нет. Из-за этого внутри клетки образуется избыток, к примеру, положительно заряженных ионов и недостаток отрицательно заряженных; в соседней клетке, в свою очередь, ситуация обратная. Между этими двумя клетками возникнет электрический потенциал. В некоторых клетках, например, в нервных, разность потенциалов может наблюдаться в разных участках одной и той же клетки. Такое имеет место, к примеру, тогда, когда клетка имеет большой размер или вытянутую форму.
С помощью электричества растения реагируют на многие раздражители, в том числе механические. Температурные явления тоже вызывают электрические реакции. Они имеют защитную функцию, помогая поддерживать фотосинтез на должном уровне. Исследователи заметили, что у разных растений электрические характеристики во время жары изменяются по-разному: у одних амплитуда и частота усиливаются больше, у других – меньше. Чем более сильные изменения происходят в клетках, тем их защитные свойства лучше.
Это исследование имеет определённую практическую ценность. Электрические явления в растительных клетках можно научиться стимулировать, а это может повысить продуктивность культурных растений при изменениях температуры.
