Научный взгляд: уникальная способность терморегуляции у растений

В испанской горной цепи Сьерра-де-Касорла палящее летом солнце приводит к тому, что многие растения погибают, высыхают или останавливаются в росте и развитии. Это коричневое море увядших растений разбавляется всплесками желтых цветов Carlina corymbosa.

Исследователи Биологической станции Доньяны (Испания) установили, что цветы колючника щиткового C. corymbosa в среднем на 3°С холоднее окружающего воздуха. Наибольшее охлаждение — иногда до 10°С — было отмечено в самую жаркую часть дня. Это означает, что когда температура воздуха достигает 45°C, цветки растения остаются относительно комфортной температуры — 35°C.

Ученые проводили исследование на двух участках горной цепи. Используя электронный термометр, они измерили температуру каждого цветка различных растений колючника и обнаружили, что цветы охлаждаются по мере того, как день становится жарче.

Известно, что многие растения способны охлаждаться пассивно, позволяя воде испаряться через устьица в процессе транспирации. Большинство исследований посвящено тому, как листья сохраняют прохладу, но во многих случаях листья не становятся холоднее окружающего воздуха. Но если это происходит, разница в температуре не столь значительна, как у цветков C. corymbosa.

Поскольку растения начинали охлаждаться в самую жаркую часть дня, вероятно, что растения колючника щиткового активно включают и выключают механизм самоохлаждения.

Идея о том, что растения могут контролировать внутреннюю температуру, возникла в конце 1980-х годов и получила название «ограниченная гомеотермия». Однако, по словам исследователей, это редкое явление среди растений.

Ученые полагают, что, испаряясь, вода в колючнике щитковом забирает с собой тепло, а из-за формы цветка оно не восполняется солнечным теплом, что позволяет растению охлаждаться ниже температуры воздуха. Исследователи назвали это явление «эффектом ботихо» (botijos (исп.) — традиционный пористый глиняный сосуд, охлаждающий себя посредством испарения хранящийся воды). Однако эта гипотеза нуждается в проверке.

Необходимо также изучить, представляет ли C. corymbosa какую-то пользу, будучи холоднее окружающего воздуха, например, привлекая опылителей, пытающихся спастись от жары. Исследователи планируют проверить, проявляют ли такой же охлаждающий эффект другие виды колючника и выяснить, как ограничение доступа растения к воде может повлиять на его способность к охлаждению.

В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР») проводят исследования разнообразных растений, в том числе инвазионных видов, создающих опасность для экологии и сельского хозяйства Российской Федерации. Даже безобидные декоративные растения из других стран могут быть потенциально опасными при завозе на новые территории.

Источник: C.M. Herrera. Refrigerated flowers in the torrid Mediterranean summer. Ecology. Published online February 13, 2024. doi: 10.1002/ecy.4268.