Южноафриканские "живые камни" адаптируются к экстремальным условиям новыми способами

Растение Lithops, южноафриканский "живой камень", обитающее преимущественно под землей в условиях крайней сухости, использует несколько механизмов для оптимизации фотосинтеза. Новое исследование, опубликованное 23 октября в журнале PLOS ONE, впервые описывает эту физиологическую гибкость.

Подземная жизнь и проблема света

Поскольку Lithops живут в основном под землей, им сложно получить достаточно солнечного света для фотосинтеза, одновременно сохраняя воду. Одна из адаптаций — "окна" на верхней поверхности листа: прозрачные участки, пропускающие свет к фотосинтетическим тканям в глубине подземного листа. Эти окна также блокируют вредный УФ-свет.

Защита от избытка энергии

Однако избыток света может привести к накоплению энергии, которую невозможно эффективно использовать в фотосинтезе. Для защиты от повреждений растения с надземными фотосинтезирующими органами используют процесс нефотохимического тушения (NPQ).

Новые открытия в физиологии

Авторы исследования с помощью комбинации методов показали, что отдельные листья Lithops обладают адаптациями как к высокой освещенности, так и к тени. Впервые выявлены физиологические механизмы, оптимизирующие надземный и подземный фотосинтез при минимальной потере воды в экстремально сухой среде.

Были обнаружены локальные различия в поверхностных адаптациях ("окнах"), а также региональные физиологические различия в форме и химии внешних клеток и фотосинтетических механизмах. Эти различия зависят от того, находится ли лист глубоко под землей или чуть выше её поверхности.

Это первое наблюдение такой физиологической гибкости у Lithops, которое дает новое представление о том, как растения реагируют и адаптируются к экстремальным условиям.