2019-02-18
Фиксация темной материи - теория и практика
Подробнее

2019-02-17
НАСА купит места Союзах, снимает песчаные реки Марса и звезды, ищет недостающую материю
Подробнее

2019-02-17
Роскосмос: Открытие спутника «Ломоносов», инфраструктура для «Енисея» «Хаябуса-2», Юпитер в объективе «Юноны»
Подробнее

2019-02-16
Нейросеть создаёт фото несуществующих людей
Подробнее

2019-02-15
Психология в замкнутом пространстве в виртуальном полете на Луну
Подробнее

2019-02-12
Материалы наиболее эффективные для преобразования тепла
Подробнее

2019-02-11
Осцилляторную нейронную сеть научили распознавать образы
Подробнее

2019-02-08
международная экспедиция в пещерную систему Мчишта-Акшаша (Абхазия)
Подробнее

2019-01-29
Большие возможности мини-мозгов из стволовых клеток
Подробнее

2019-01-24
В межзвёздной среде обнаружили предшественника аденина
Подробнее

2018-10-03 (№ 95)
Листья ивы и датировки истории климата Земли
ЯКУТИЯ и ЯПОНИЯ 3 сентября ПОРТАЛ ЧЕРДАК. Российские ученые измерили «стабильный углерод» утопленных ив Оказалось, что эти деревья очень чувствительны к уровню воды рядом с ними.

Сотрудник Института биологических проблем криолитозоны СО РАН Трофим Максимов совместно с коллегами из Университета Хоккайдо определил, как меняется соотношение стабильных изотопов углерода-13 и углерода-12 (Q13C) в листьях нескольких видов ив в зависимости от влажности почвы, в которой они растут. Ученые выяснили, что длительное затопление ив приводит к тому, что показатель Q13C в их листьях падает, однако, если оно длится недолго, эта величина, напротив, растет. Такие результаты означают, что ивы (и, видимо, другие околоводные растения) быстро реагируют на изменения водного режима, а значит, и климата. Научная статья опубликована в журнале PeerJ.

Q13C в частях растений нередко используют для определения климата, в котором эти растения обитали. Эта величина определяется тем, насколько соотношение 13C/12C в исследуемом объекте отличается от такового для стандартного образца — белемнитов из меловой формации Pee Dee (Южная Каролина). Дело в том, что при использовании различных цепочек биохимических реакций для поглощения и переработки углекислого газа растения захватывают несколько разные количества углерода-12 и углерода-13.



То, какие цепочки реакций будут задействованы, в немалой степени зависит от климата и от того, в каком состоянии находятся главные «приемники» углекислого газа — устьица. Форма клеток в составе устьиц зависит от влажности воздуха. При очень низких ее значениях устьица закрываются, чтобы избежать потерь воды. То же происходит и при высокой влажности — в этом случае организм защищается от излишков жидкости. При закрытых устьицах (по крайней мере, при низкой влажности) углекислого газа в растение попадает меньше, в результате чего соотношение Q13C растет. Зависимость Q13C от влажности известна для довольно широкого диапазона значений последней, но до недавнего времени не было данных о том, что происходит при длительном затоплении растений.

Уточнить ответ на этот вопрос ученые решили, исследовав в 2015—2017 годах несколько видов ив — Salix boganidensis, S. glauca и S. richardsonii. Все изученные деревья росли в районе реки Индигирка (70°38?N, 147°53?E) по берегам водоемов в окружении карликовой березы (Betula nana) и различных видов ольхи (Alnus), лиственниц (Larix) и сосен (Pinus). Из травянистых растений рядом с ивами было много сфагновых мхов и осок.

Исследователи сконцентрировались на трех участках произрастания ив. У деревьев, чья высота редко превышала 1 м, а диаметр ствола — 6 см, в июле срезали листья с верхушек побегов и тут же начинали сушить при 60 градусах Цельсия двое суток. Затем соотношение изотопов углерода-13 и углерода-12 в высушенных образцах определяли с помощью масс-спектрометрии. Данные этой процедуры соотносили с тем, как далеко дерево стояло от воды, на какую глубину могли проникнуть его корни и какова вероятность того, что в том или ином сезоне его затапливало.



Выяснилось, что периодическое затопление ив приводит к росту ?13C в их листьях, но длительное погружение в воду, напротив, снижает этот параметр. По всей видимости, первое происходит потому, что в погруженных в воду листьях низкая интенсивность фотосинтеза, и она становится тем меньше, чем дольше лист находится под водой. Все время затопления у листьев закрыты устьица, так что количество углерода не увеличивается (он не может войти внутрь в составе углекислого газа), а углерод-12 тратится интенсивнее, так как он предпочтительнее для ряда биохимических реакций.

Почему затем соотношение приближается к своим «допотопным» значениям, характерным для сильной влажности воздуха без погружения растения в воду, пока непонятно. Вероятно, это происходит из-за длительного периода низкой интенсивности фотосинтеза. Известно, что повышение первичной продукции (т.е. количества органических веществ, образованных из углекислого газа при фотосинтезе) увеличивает Q13C. А в случае долгого «слабого» фотосинтеза, видимо, происходит обратный процесс.

Стоит отметить, что указанные закономерности имеют ограничения. Они верны для регионов со средним увлажнением, то есть таким, где деревья все-таки большую часть времени пребывали на суше. Но если значения Q13C в листьях коррелируют со значениями того же параметра в древесине или других тканях и органах растения, то по этому показателю можно будет оценивать, при какой влажности в тот или иной период находилось растение, а значит, и климат в то время. Однако до тех пор нужно будет провести исследования в контролируемых условиях лаборатории — они помогут точнее интерпретировать колебания Q13C из-за влажности.

Источник